ghc/interpreter/static.c

   1
   2 /* --------------------------------------------------------------------------
   3  * Static Analysis for Hugs
   4  *
   5  * The Hugs 98 system is Copyright (c) Mark P Jones, Alastair Reid, the
   6  * Yale Haskell Group, and the Oregon Graduate Institute of Science and
   7  * Technology, 1994-1999, All rights reserved.  It is distributed as
   8  * free software under the license in the file "License", which is
   9  * included in the distribution.
  10  *
  11  * $RCSfile: static.c,v $
  12  * $Revision: 1.38 $
  13  * $Date: 2000/04/06 00:01:27 $
  14  * ------------------------------------------------------------------------*/
  15
  16 #include "hugsbasictypes.h"
  17 #include "storage.h"
  18 #include "connect.h"
  19 #include "errors.h"
  20
  21 /* --------------------------------------------------------------------------
  22  * local function prototypes:
  23  * ------------------------------------------------------------------------*/
  24
  25 static Void   local kindError           ( Int,Constr,Constr,String,Kind,Int );
  26 static Void   local checkQualImport     ( Pair );
  27 static Void   local checkUnqualImport   ( Triple );
  28
  29 static Name   local lookupName          ( Text,List );
  30 static List   local checkSubentities    ( List,List,List,String,Text );
  31 static List   local checkExportTycon    ( List,Text,Cell,Tycon );
  32 static List   local checkExportClass    ( List,Text,Cell,Class );
  33 static List   local checkExport         ( List,Text,Cell );
  34 static List   local checkImportEntity   ( List,Module,Bool,Cell );
  35 static List   local resolveImportList   ( Module,Cell,Bool );
  36 static Void   local checkImportList     ( Pair );
  37
  38 static Void   local importEntity        ( Module,Cell );
  39 static Void   local importName          ( Module,Name );
  40 static Void   local importTycon         ( Module,Tycon );
  41 static Void   local importClass         ( Module,Class );
  42 static List   local checkExports        ( List, Module );
  43
  44 static Void   local checkTyconDefn      ( Tycon );
  45 static Void   local depConstrs          ( Tycon,List,Cell );
  46 static List   local addSels             ( Int,Name,List,List );
  47 static List   local selectCtxt          ( List,List );
  48 static Void   local checkSynonyms       ( List );
  49 static List   local visitSyn            ( List,Tycon,List );
  50 static Type   local instantiateSyn      ( Type,Type );
  51
  52 static Void   local checkClassDefn      ( Class );
  53 static Cell   local depPredExp          ( Int,List,Cell );
  54 static Void   local checkMems           ( Class,List,Cell );
  55 static Void   local checkMems2          ( Class,Cell );
  56 static Void   local addMembers          ( Class );
  57 static Name   local newMember           ( Int,Int,Cell,Type,Class );
  58 static Text   local generateText        ( String,Class );
  59
  60 static List   local classBindings       ( String,Class,List );
  61 static Name   local memberName          ( Class,Text );
  62 static List   local numInsert           ( Int,Cell,List );
  63
  64 static List   local maybeAppendVar      ( Cell,List );
  65
  66 static Type   local checkSigType        ( Int,String,Cell,Type );
  67 static Void   local checkOptQuantVars   ( Int,List,List );
  68 static Type   local depTopType          ( Int,List,Type );
  69 static Type   local depCompType         ( Int,List,Type );
  70 static Type   local depTypeExp          ( Int,List,Type );
  71 static Type   local depTypeVar          ( Int,List,Text );
  72 static List   local checkQuantVars      ( Int,List,List,Cell );
  73 static List   local otvars              ( Cell,List );
  74 static Bool   local osubset             ( List,List );
  75 static Void   local kindConstr          ( Int,Int,Int,Constr );
  76 static Kind   local kindAtom            ( Int,Constr );
  77 static Void   local kindPred            ( Int,Int,Int,Cell );
  78 static Void   local kindType            ( Int,String,Type );
  79 static Void   local fixKinds            ( Void );
  80
  81 static Void   local kindTCGroup         ( List );
  82 static Void   local initTCKind          ( Cell );
  83 static Void   local kindTC              ( Cell );
  84 static Void   local genTC               ( Cell );
  85
  86 static Void   local checkInstDefn       ( Inst );
  87 static Void   local insertInst          ( Inst );
  88 static Bool   local instCompare         ( Inst,Inst );
  89 static Name   local newInstImp          ( Inst );
  90 static Void   local kindInst            ( Inst,Int );
  91 static Void   local checkDerive         ( Tycon,List,List,Cell );
  92 static Void   local addDerInst          ( Int,Class,List,List,Type,Int );
  93 static Void   local deriveContexts      ( List );
  94 static Void   local initDerInst         ( Inst );
  95 static Void   local calcInstPreds       ( Inst );
  96 static Void   local maybeAddPred        ( Cell,Int,Int,List );
  97 static List   local calcFunDeps         ( List );
  98 static Cell   local copyAdj             ( Cell,Int,Int );
  99 static Void   local tidyDerInst         ( Inst );
 100 static List   local otvarsZonk          ( Cell,List,Int );
 101
 102 static Void   local addDerivImp         ( Inst );
 103
 104 static Void   local checkDefaultDefns   ( Void );
 105
 106 static Void   local checkForeignImport  ( Name );
 107 static Void   local checkForeignExport  ( Name );
 108
 109 static Cell   local tidyInfix           ( Int,Cell );
 110 static Pair   local attachFixity        ( Int,Cell );
 111 static Syntax local lookupSyntax        ( Text );
 112
 113 static Cell   local checkPat            ( Int,Cell );
 114 static Cell   local checkMaybeCnkPat    ( Int,Cell );
 115 static Cell   local checkApPat          ( Int,Int,Cell );
 116 static Void   local addToPatVars        ( Int,Cell );
 117 static Name   local conDefined          ( Int,Cell );
 118 static Void   local checkIsCfun         ( Int,Name );
 119 static Void   local checkCfunArgs       ( Int,Cell,Int );
 120 static Cell   local checkPatType        ( Int,String,Cell,Type );
 121 static Cell   local applyBtyvs          ( Cell );
 122 static Cell   local bindPat             ( Int,Cell );
 123 static Void   local bindPats            ( Int,List );
 124
 125 static List   local extractSigdecls     ( List );
 126 static List   local extractFixdecls     ( List );
 127 static List   local extractBindings     ( List );
 128 static List   local getPatVars          ( Int,Cell,List );
 129 static List   local addPatVar           ( Int,Cell,List );
 130 static List   local eqnsToBindings      ( List,List,List,List );
 131 static Void   local notDefined          ( Int,List,Cell );
 132 static Cell   local findBinding         ( Text,List );
 133 static Cell   local getAttr             ( List,Cell );
 134 static Void   local addSigdecl          ( List,Cell );
 135 static Void   local addFixdecl          ( List,List,List,List,Triple );
 136 static Void   local dupFixity           ( Int,Text );
 137 static Void   local missFixity          ( Int,Text );
 138
 139 static List   local dependencyAnal      ( List );
 140 static List   local topDependAnal       ( List );
 141 static Void   local addDepField         ( Cell );
 142 static Void   local remDepField         ( List );
 143 static Void   local remDepField1        ( Cell );
 144 static Void   local clearScope          ( Void );
 145 static Void   local withinScope         ( List );
 146 static Void   local leaveScope          ( Void );
 147 static Void   local saveSyntax          ( Cell,Cell );
 148
 149 static Void   local depBinding          ( Cell );
 150 static Void   local depDefaults         ( Class );
 151 static Void   local depInsts            ( Inst );
 152 static Void   local depClassBindings    ( List );
 153 static Void   local depAlt              ( Cell );
 154 static Void   local depRhs              ( Cell );
 155 static Void   local depGuard            ( Cell );
 156 static Cell   local depExpr             ( Int,Cell );
 157 static Void   local depPair             ( Int,Cell );
 158 static Void   local depTriple           ( Int,Cell );
 159 static Void   local depComp             ( Int,Cell,List );
 160 static Void   local depCaseAlt          ( Int,Cell );
 161 static Cell   local depVar              ( Int,Cell );
 162 static Cell   local depQVar             ( Int,Cell );
 163 static Void   local depConFlds          ( Int,Cell,Bool );
 164 static Void   local depUpdFlds          ( Int,Cell );
 165 static List   local depFields           ( Int,Cell,List,Bool );
 166 #if IPARAM
 167 static Void   local depWith             ( Int,Cell );
 168 static List   local depDwFlds           ( Int,Cell,List );
 169 #endif
 170 #if TREX
 171 static Cell   local depRecord           ( Int,Cell );
 172 #endif
 173
 174 static List   local tcscc               ( List,List );
 175 static List   local bscc                ( List );
 176
 177 static Void   local addRSsigdecls       ( Pair );
 178 static Void   local allNoPrevDef        ( Cell );
 179 static Void   local noPrevDef           ( Int,Cell );
 180 static Bool   local odiff               ( List,List );
 181
 182 static Void   local duplicateErrorAux   ( Int,Module,Text,String );
 183 #define duplicateError(l,m,t,k) duplicateErrorAux(l,m,t,k)
 184 static Void   local checkTypeIn         ( Pair );
 185
 186 /* --------------------------------------------------------------------------
 187  * The code in this file is arranged in roughly the following order:
 188  *  - Kind inference preliminaries
 189  *  - Module declarations
 190  *  - Type declarations (data, type, newtype, type in)
 191  *  - Class declarations
 192  *  - Type signatures
 193  *  - Instance declarations
 194  *  - Default declarations
 195  *  - Primitive definitions
 196  *  - Patterns
 197  *  - Infix expressions
 198  *  - Value definitions
 199  *  - Top-level static analysis and control
 200  *  - Haskell 98 compatibility tests
 201  * ------------------------------------------------------------------------*/
 202
 203 /* --------------------------------------------------------------------------
 204  * Kind checking preliminaries:
 205  * ------------------------------------------------------------------------*/
 206
 207 Bool kindExpert = FALSE;                /* TRUE => display kind errors in  */
 208                                         /*         full detail             */
 209
 210 static Void local kindError(l,c,in,wh,k,o)
 211 Int    l;                               /* line number near constuctor exp */
 212 Constr c;                               /* constructor                     */
 213 Constr in;                              /* context (if any)                */
 214 String wh;                              /* place in which error occurs     */
 215 Kind   k;                               /* expected kind (k,o)             */
 216 Int    o; {                             /* inferred kind (typeIs,typeOff)  */
 217     clearMarks();
 218
 219     if (!kindExpert) {                  /* for those with a fear of kinds  */
 220         ERRMSG(l) "Illegal type" ETHEN
 221         if (nonNull(in)) {
 222             ERRTEXT " \"" ETHEN ERRTYPE(in);
 223             ERRTEXT "\""  ETHEN
 224         }
 225         ERRTEXT " in %s\n", wh
 226         EEND;
 227     }
 228
 229     ERRMSG(l) "Kind error in %s", wh ETHEN
 230     if (nonNull(in)) {
 231         ERRTEXT "\n*** expression     : " ETHEN ERRTYPE(in);
 232     }
 233     ERRTEXT "\n*** constructor    : " ETHEN ERRTYPE(c);
 234     ERRTEXT "\n*** kind           : " ETHEN ERRKIND(copyType(typeIs,typeOff));
 235     ERRTEXT "\n*** does not match : " ETHEN ERRKIND(copyType(k,o));
 236     if (unifyFails) {
 237         ERRTEXT "\n*** because        : %s", unifyFails ETHEN
 238     }
 239     ERRTEXT "\n"
 240     EEND;
 241 }
 242
 243 #define shouldKind(l,c,in,wh,k,o)       if (!kunify(typeIs,typeOff,k,o)) \
 244                                             kindError(l,c,in,wh,k,o)
 245 #define checkKind(l,a,m,c,in,wh,k,o)    kindConstr(l,a,m,c); \
 246                                         shouldKind(l,c,in,wh,k,o)
 247 #define inferKind(k,o)                  typeIs=k; typeOff=o
 248
 249 static List unkindTypes;                /* types in need of kind annotation*/
 250 #if TREX
 251 Kind   extKind;                         /* Kind of extension, *->row->row  */
 252 #endif
 253
 254 /* --------------------------------------------------------------------------
 255  * Static analysis of modules:
 256  * ------------------------------------------------------------------------*/
 257
 258 Void startModule ( Module m )                    /* switch to a new module */
 259 {
 260     if (isNull(m)) internal("startModule");
 261     setCurrModule(m);
 262 }
 263
 264 Void setExportList(exps)              /* Add export list to current module */
 265 List exps; {
 266     module(currentModule).exports = exps;
 267 }
 268
 269 Void addQualImport(orig,new)         /* Add to qualified import list       */
 270 Cell orig;     /* Original name of module                                  */
 271 Cell new;  {   /* Name module is called within this module (or NIL)        */
 272     module(currentModule).qualImports =
 273       cons(pair(isNull(new)?orig:new,orig),module(currentModule).qualImports);
 274 }
 275
 276 Void addUnqualImport(mod,entities)     /* Add to unqualified import list   */
 277 Cell mod;         /* Name of module                                        */
 278 List entities;  { /* List of entity names                                  */
 279     unqualImports = cons(pair(mod,entities),unqualImports);
 280 }
 281
 282 static Void local checkQualImport(i)   /* Process qualified import         */
 283 Pair i; {
 284     Module m = findModid(snd(i));
 285     if (isNull(m)) {
 286         ERRMSG(0) "Module \"%s\" not previously loaded",
 287                   textToStr(textOf(snd(i)))
 288         EEND;
 289     }
 290     snd(i)=m;
 291 }
 292
 293 static Void local checkUnqualImport(i) /* Process unqualified import       */
 294 Pair i; {
 295     Module m = findModid(fst(i));
 296     if (isNull(m)) {
 297         ERRMSG(0) "Module \"%s\" not previously loaded",
 298                   textToStr(textOf(fst(i)))
 299         EEND;
 300     }
 301     fst(i)=m;
 302 }
 303
 304 static Name local lookupName(t,nms)    /* find text t in list of Names     */
 305 Text t;
 306 List nms; { /* :: [Name] */
 307     for(; nonNull(nms); nms=tl(nms)) {
 308         if (t == name(hd(nms)).text)
 309             return hd(nms);
 310     }
 311     return NIL;
 312 }
 313
 314 static List local checkSubentities(imports,named,wanted,description,textParent)
 315 List   imports;
 316 List   named;       /* :: [ Q?(Var|Con)(Id|Op) ]                  */
 317 List   wanted;      /* :: [Name]                                  */
 318 String description; /* "<constructor>|<member> of <type>|<class>" */
 319 Text   textParent; {
 320     for(; nonNull(named); named=tl(named)) {
 321         Pair x = hd(named);
 322         /* ToDo: ignores qualifier; doesn't check that entity is in scope */
 323         Text t = isPair(snd(x)) ? qtextOf(x) : textOf(x);
 324         Name n = lookupName(t,wanted);
 325         if (isNull(n)) {
 326             ERRMSG(0) "Entity \"%s\" is not a %s \"%s\"",
 327                       textToStr(t),
 328                       description,
 329                       textToStr(textParent)
 330             EEND;
 331         }
 332         imports = cons(n,imports);
 333     }
 334     return imports;
 335 }
 336
 337 static List local checkImportEntity(imports,exporter,priv,entity)
 338 List   imports; /* Accumulated list of things to import */
 339 Module exporter;
 340 Bool priv;
 341 Cell entity; { /* Entry from import list */
 342     List oldImports = imports;
 343     Text t  = isIdent(entity) ? textOf(entity) : textOf(fst(entity));
 344     List es = NIL;
 345     if (priv) {
 346       es = module(exporter).names;
 347       es = dupOnto(module(exporter).tycons,es);
 348       es = dupOnto(module(exporter).classes,es);
 349     } else {
 350       es = module(exporter).exports;
 351     }
 352
 353     for(; nonNull(es); es=tl(es)) {
 354         Cell e = hd(es); /* :: Entity
 355                              | (Entity, NIL|DOTDOT)
 356                              | tycon
 357                              | class
 358                           */
 359         if (isPair(e)) {
 360             Cell f = fst(e);
 361             if (isTycon(f)) {
 362                 if (tycon(f).text == t) {
 363                     imports = cons(f,imports);
 364                     if (!isIdent(entity)) {
 365                         switch (tycon(f).what) {
 366                         case NEWTYPE:
 367                         case DATATYPE:
 368                             if (DOTDOT == snd(entity)) {
 369                                 imports = dupOnto(tycon(f).defn,imports);
 370                             } else {
 371                                 imports = checkSubentities(
 372                                              imports,snd(entity),tycon(f).defn,
 373                                              "constructor of type",t);
 374                             }
 375                             break;
 376                         default:;
 377                           /* deliberate fall thru */
 378                         }
 379                     }
 380                 }
 381             } else if (isClass(f)) {
 382                 if (cclass(f).text == t) {
 383                     imports = cons(f,imports);
 384                     if (!isIdent(entity)) {
 385                         if (DOTDOT == snd(entity)) {
 386                             return dupOnto(cclass(f).members,imports);
 387                         } else {
 388                             return checkSubentities(
 389                                       imports,snd(entity),cclass(f).members,
 390                                       "member of class",t);
 391                         }
 392                     }
 393                 }
 394             } else {
 395                 internal("checkImportEntity2");
 396             }
 397         } else if (isName(e)) {
 398             if (isIdent(entity) && name(e).text == t) {
 399                 imports = cons(e,imports);
 400             }
 401         } else if (isTycon(e) && priv) {
 402             if (tycon(e).text == t) {
 403                 imports = cons(e,imports);
 404                 return dupOnto(tycon(e).defn,imports);
 405             }
 406         } else if (isClass(e) && priv) {
 407             if (cclass(e).text == t) {
 408                 imports = cons(e,imports);
 409                 return dupOnto(cclass(e).members,imports);
 410             }
 411         } else if (whatIs(e) == TUPLE && priv) {
 412           // do nothing
 413         } else {
 414             internal("checkImportEntity3");
 415         }
 416     }
 417     if (imports == oldImports) {
 418         ERRMSG(0) "Unknown entity \"%s\" imported from module \"%s\"",
 419                   textToStr(t),
 420                   textToStr(module(exporter ).text)
 421         EEND;
 422     }
 423     return imports;
 424 }
 425
 426 static List local resolveImportList(m,impList,priv)
 427 Module m;  /* exporting module */
 428 Cell impList;
 429 Bool priv; {
 430     List imports = NIL;
 431     if (DOTDOT == impList) {
 432         List es = module(m).exports;
 433         for(; nonNull(es); es=tl(es)) {
 434             Cell e = hd(es);
 435             if (isName(e)) {
 436                 imports = cons(e,imports);
 437             } else {
 438                 Cell c = fst(e);
 439                 List subentities = NIL;
 440                 imports = cons(c,imports);
 441                 if (isTycon(c)
 442                     && (tycon(c).what == DATATYPE
 443                         || tycon(c).what == NEWTYPE))
 444                     subentities = tycon(c).defn;
 445                 else if (isClass(c))
 446                     subentities = cclass(c).members;
 447                 if (DOTDOT == snd(e)) {
 448                     imports = dupOnto(subentities,imports);
 449                 }
 450             }
 451         }
 452     } else {
 453         map2Accum(checkImportEntity,imports,m,priv,impList);
 454     }
 455     return imports;
 456 }
 457
 458 static Void local checkImportList(importSpec) /*Import a module unqualified*/
 459 Pair importSpec; {
 460     Module m       = fst(importSpec);
 461     Cell   impList = snd(importSpec);
 462
 463     List   imports = NIL; /* entities we want to import */
 464     List   hidden  = NIL; /* entities we want to hide   */
 465
 466     if (isPair(impList) && HIDDEN == fst(impList)) {
 467         /* Somewhat inefficient - but obviously correct:
 468          * imports = importsOf("module Foo") `setDifference` hidden;
 469          */
 470         hidden  = resolveImportList(m, snd(impList),FALSE);
 471         imports = resolveImportList(m, DOTDOT,FALSE);
 472     } else if (isPair(impList) && STAR == fst(impList)) {
 473         // Previously, I was forcing an import Prelude,
 474         // but this precluded doing things like
 475         // import Prelude hiding ( catch)
 476         // so, for now, you need to put an explicit
 477         // import Prelude if you use import privileged.
 478       imports = resolveImportList(m, snd(impList),TRUE);
 479     } else {
 480         imports = resolveImportList(m, impList,FALSE);
 481     }
 482
 483     for(; nonNull(imports); imports=tl(imports)) {
 484         Cell e = hd(imports);
 485         if (!cellIsMember(e,hidden))
 486             importEntity(m,e);
 487     }
 488     /* ToDo: hang onto the imports list for processing export list entries
 489      * of the form "module Foo"
 490      */
 491 }
 492
 493 static Void local importEntity(source,e)
 494 Module source;
 495 Cell e; {
 496     switch (whatIs(e)) {
 497       case NAME  : importName(source,e);
 498                    break;
 499       case TUPLE:
 500       case TYCON : importTycon(source,e);
 501                    break;
 502       case CLASS : importClass(source,e);
 503                    break;
 504       default: internal("importEntity");
 505     }
 506 }
 507
 508 static Void local importName(source,n)
 509 Module source;
 510 Name n; {
 511     Name clash = addName(n);
 512     if (nonNull(clash) && clash!=n) {
 513         ERRMSG(0) "Entity \"%s\" imported from module \"%s\""
 514                   " already defined in module \"%s\"",
 515                   textToStr(name(n).text),
 516                   textToStr(module(source).text),
 517                   textToStr(module(name(clash).mod).text)
 518         EEND;
 519     }
 520 }
 521
 522 static Void local importTycon(source,tc)
 523 Module source;
 524 Tycon tc; {
 525     Tycon clash=addTycon(tc);
 526     if (nonNull(clash) && clash!=tc) {
 527         ERRMSG(0) "Tycon \"%s\" imported from \"%s\" already defined in module \"%s\"",
 528                   textToStr(tycon(tc).text),
 529                   textToStr(module(source).text),
 530                   textToStr(module(tycon(clash).mod).text)
 531         EEND;
 532     }
 533     if (nonNull(findClass(tycon(tc).text))) {
 534         ERRMSG(0) "Import of type constructor \"%s\" clashes with class in module \"%s\"",
 535                   textToStr(tycon(tc).text),
 536                   textToStr(module(tycon(tc).mod).text)
 537         EEND;
 538     }
 539 }
 540
 541 static Void local importClass(source,c)
 542 Module source;
 543 Class c; {
 544     Class clash=addClass(c);
 545     if (nonNull(clash) && clash!=c) {
 546         ERRMSG(0) "Class \"%s\" imported from \"%s\" already defined in module \"%s\"",
 547                   textToStr(cclass(c).text),
 548                   textToStr(module(source).text),
 549                   textToStr(module(cclass(clash).mod).text)
 550         EEND;
 551     }
 552     if (nonNull(findTycon(cclass(c).text))) {
 553         ERRMSG(0) "Import of class \"%s\" clashes with type constructor in module \"%s\"",
 554                   textToStr(cclass(c).text),
 555                   textToStr(module(source).text)
 556         EEND;
 557     }
 558 }
 559
 560 static List local checkExportTycon(exports,mt,spec,tc)
 561 List  exports;
 562 Text  mt;
 563 Cell  spec;
 564 Tycon tc; {
 565     if (DOTDOT == spec || SYNONYM == tycon(tc).what) {
 566         return cons(pair(tc,DOTDOT), exports);
 567     } else {
 568         return cons(pair(tc,NIL), exports);
 569     }
 570 }
 571
 572 static List local checkExportClass(exports,mt,spec,cl)
 573 List  exports;
 574 Text  mt;
 575 Class cl;
 576 Cell  spec; {
 577     if (DOTDOT == spec) {
 578         return cons(pair(cl,DOTDOT), exports);
 579     } else {
 580         return cons(pair(cl,NIL), exports);
 581     }
 582 }
 583
 584 static List local checkExport(exports,mt,e) /* Process entry in export list*/
 585 List exports;
 586 Text mt;
 587 Cell e; {
 588     if (isIdent(e)) {
 589         Cell export = NIL;
 590         List origExports = exports;
 591         if (nonNull(export=findQualName(e))) {
 592             exports=cons(export,exports);
 593         }
 594         if (isQCon(e) && nonNull(export=findQualTycon(e))) {
 595             exports = checkExportTycon(exports,mt,NIL,export);
 596         }
 597         if (isQCon(e) && nonNull(export=findQualClass(e))) {
 598             /* opaque class export */
 599             exports = checkExportClass(exports,mt,NIL,export);
 600         }
 601         if (exports == origExports) {
 602             ERRMSG(0) "Unknown entity \"%s\" exported from module \"%s\"",
 603                       identToStr(e),
 604                       textToStr(mt)
 605             EEND;
 606         }
 607         return exports;
 608     } else if (MODULEENT == fst(e)) {
 609         Module m = findModid(snd(e));
 610         /* ToDo: shouldn't allow export of module we didn't import */
 611         if (isNull(m)) {
 612             ERRMSG(0) "Unknown module \"%s\" exported from module \"%s\"",
 613                       textToStr(textOf(snd(e))),
 614                       textToStr(mt)
 615             EEND;
 616         }
 617         if (m == currentModule) {
 618             /* Exporting the current module exports local definitions */
 619             List xs;
 620             for(xs=module(m).classes; nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
 621                 if (cclass(hd(xs)).mod==m)
 622                     exports = checkExportClass(exports,mt,DOTDOT,hd(xs));
 623             }
 624             for(xs=module(m).tycons; nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
 625                 if (tycon(hd(xs)).mod==m)
 626                     exports = checkExportTycon(exports,mt,DOTDOT,hd(xs));
 627             }
 628             for(xs=module(m).names; nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
 629                 if (name(hd(xs)).mod==m)
 630                     exports = cons(hd(xs),exports);
 631             }
 632         } else {
 633             /* Exporting other modules imports all things imported
 634              * unqualified from it.
 635              * ToDo: we reexport everything exported by a module -
 636              * whether we imported it or not.  This gives the wrong
 637              * result for "module M(module N) where import N(x)"
 638              */
 639             exports = dupOnto(module(m).exports,exports);
 640         }
 641         return exports;
 642     } else {
 643         Cell ident = fst(e); /* class name or type name */
 644         Cell parts = snd(e); /* members or constructors */
 645         Cell nm;
 646         if (isQCon(ident) && nonNull(nm=findQualTycon(ident))) {
 647             switch (tycon(nm).what) {
 648             case SYNONYM:
 649                 if (DOTDOT!=parts) {
 650                     ERRMSG(0) "Explicit constructor list given for type synonym"
 651                               " \"%s\" in export list of module \"%s\"",
 652                               identToStr(ident),
 653                               textToStr(mt)
 654                     EEND;
 655                 }
 656                 return cons(pair(nm,DOTDOT),exports);
 657             case RESTRICTSYN:
 658                 ERRMSG(0) "Transparent export of restricted type synonym"
 659                           " \"%s\" in export list of module \"%s\"",
 660                           identToStr(ident),
 661                           textToStr(mt)
 662                 EEND;
 663                 return exports; /* Not reached */
 664             case NEWTYPE:
 665             case DATATYPE:
 666                 if (DOTDOT==parts) {
 667                     return cons(pair(nm,DOTDOT),exports);
 668                 } else {
 669                     exports = checkSubentities(exports,parts,tycon(nm).defn,
 670                                                "constructor of type",
 671                                                tycon(nm).text);
 672                     return cons(pair(nm,DOTDOT), exports);
 673                 }
 674             default:
 675                 internal("checkExport1");
 676             }
 677         } else if (isQCon(ident) && nonNull(nm=findQualClass(ident))) {
 678             if (DOTDOT == parts) {
 679                 return cons(pair(nm,DOTDOT),exports);
 680             } else {
 681                 exports = checkSubentities(exports,parts,cclass(nm).members,
 682                                            "member of class",cclass(nm).text);
 683                 return cons(pair(nm,DOTDOT), exports);
 684             }
 685         } else {
 686             ERRMSG(0) "Explicit export list given for non-class/datatype \"%s\" in export list of module \"%s\"",
 687                       identToStr(ident),
 688                       textToStr(mt)
 689             EEND;
 690         }
 691     }
 692     return exports; /* NOTUSED */
 693 }
 694
 695 static List local checkExports ( List exports, Module thisModule )
 696 {
 697     Module m  = thisModule;
 698     Text   mt = module(m).text;
 699     List   es = NIL;
 700
 701     map1Accum(checkExport,es,mt,exports);
 702
 703 #if DEBUG_MODULES
 704     for(xs=es; nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
 705         Printf(" %s", textToStr(textOfEntity(hd(xs))));
 706     }
 707 #endif
 708     return es;
 709 }
 710
 711
 712 /* --------------------------------------------------------------------------
 713  * Static analysis of type declarations:
 714  *
 715  * Type declarations come in two forms:
 716  * - data declarations - define new constructed data types
 717  * - type declarations - define new type synonyms
 718  *
 719  * A certain amount of work is carried out as the declarations are
 720  * read during parsing.  In particular, for each type constructor
 721  * definition encountered:
 722  * - check that there is no previous definition of constructor
 723  * - ensure type constructor not previously used as a class name
 724  * - make a new entry in the type constructor table
 725  * - record line number of declaration
 726  * - Build separate lists of newly defined constructors for later use.
 727  * ------------------------------------------------------------------------*/
 728
 729 Void tyconDefn(line,lhs,rhs,what)       /* process new type definition     */
 730 Int  line;                              /* definition line number          */
 731 Cell lhs;                               /* left hand side of definition    */
 732 Cell rhs;                               /* right hand side of definition   */
 733 Cell what; {                            /* SYNONYM/DATATYPE/etc...         */
 734     Text t = textOf(getHead(lhs));
 735
 736     if (nonNull(findTycon(t))) {
 737         ERRMSG(line) "Repeated definition of type constructor \"%s\"",
 738                      textToStr(t)
 739         EEND;
 740     }
 741     else if (nonNull(findClass(t))) {
 742         ERRMSG(line) "\"%s\" used as both class and type constructor",
 743                      textToStr(t)
 744         EEND;
 745     }
 746     else {
 747         Tycon nw        = newTycon(t);
 748         tyconDefns      = cons(nw,tyconDefns);
 749         tycon(nw).line  = line;
 750         tycon(nw).arity = argCount;
 751         tycon(nw).what  = what;
 752         if (what==RESTRICTSYN) {
 753             h98DoesntSupport(line,"restricted type synonyms");
 754             typeInDefns = cons(pair(nw,snd(rhs)),typeInDefns);
 755             rhs         = fst(rhs);
 756         }
 757         tycon(nw).defn  = pair(lhs,rhs);
 758     }
 759 }
 760
 761 Void setTypeIns(bs)                     /* set local synonyms for given    */
 762 List bs; {                              /* binding group                   */
 763     List cvs = typeInDefns;
 764     for (; nonNull(cvs); cvs=tl(cvs)) {
 765         Tycon c  = fst(hd(cvs));
 766         List  vs = snd(hd(cvs));
 767         for (tycon(c).what = RESTRICTSYN; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
 768             if (nonNull(findBinding(textOf(hd(vs)),bs))) {
 769                 tycon(c).what = SYNONYM;
 770                 break;
 771             }
 772         }
 773     }
 774 }
 775
 776 Void clearTypeIns() {                   /* clear list of local synonyms    */
 777     for (; nonNull(typeInDefns); typeInDefns=tl(typeInDefns))
 778         tycon(fst(hd(typeInDefns))).what = RESTRICTSYN;
 779 }
 780
 781 /* --------------------------------------------------------------------------
 782  * Further analysis of Type declarations:
 783  *
 784  * In order to allow the definition of mutually recursive families of
 785  * data types, the static analysis of the right hand sides of type
 786  * declarations cannot be performed until all of the type declarations
 787  * have been read.
 788  *
 789  * Once parsing is complete, we carry out the following:
 790  *
 791  * - check format of lhs, extracting list of bound vars and ensuring that
 792  *   there are no repeated variables and no Skolem variables.
 793  * - run dependency analysis on rhs to check that only bound type vars
 794  *   appear in type and that all constructors are defined.
 795  *   Replace type variables by offsets, constructors by Tycons.
 796  * - use list of dependents to sort into strongly connected components.
 797  * - ensure that there is not more than one synonym in each group.
 798  * - kind-check each group of type definitions.
 799  *
 800  * - check that there are no previous definitions for constructor
 801  *   functions in data type definitions.
 802  * - install synonym expansions and constructor definitions.
 803  * ------------------------------------------------------------------------*/
 804
 805 static List tcDeps = NIL;               /* list of dependent tycons/classes*/
 806
 807 static Void local checkTyconDefn(d)     /* validate type constructor defn  */
 808 Tycon d; {
 809     Cell lhs    = fst(tycon(d).defn);
 810     Cell rhs    = snd(tycon(d).defn);
 811     Int  line   = tycon(d).line;
 812     List tyvars = getArgs(lhs);
 813     List temp;
 814                                         /* check for repeated tyvars on lhs*/
 815     for (temp=tyvars; nonNull(temp); temp=tl(temp))
 816         if (nonNull(varIsMember(textOf(hd(temp)),tl(temp)))) {
 817             ERRMSG(line) "Repeated type variable \"%s\" on left hand side",
 818                          textToStr(textOf(hd(temp)))
 819             EEND;
 820         }
 821
 822     tcDeps = NIL;                       /* find dependents                 */
 823     switch (whatIs(tycon(d).what)) {
 824         case RESTRICTSYN :
 825         case SYNONYM     : rhs = depTypeExp(line,tyvars,rhs);
 826                            if (cellIsMember(d,tcDeps)) {
 827                                ERRMSG(line) "Recursive type synonym \"%s\"",
 828                                             textToStr(tycon(d).text)
 829                                EEND;
 830                            }
 831                            break;
 832
 833         case DATATYPE    :
 834         case NEWTYPE     : depConstrs(d,tyvars,rhs);
 835                            rhs = fst(rhs);
 836                            break;
 837
 838         default          : internal("checkTyconDefn");
 839                            break;
 840     }
 841
 842     tycon(d).defn = rhs;
 843     tycon(d).kind = tcDeps;
 844     tcDeps        = NIL;
 845 }
 846
 847 static Void local depConstrs(t,tyvars,cd)
 848 Tycon t;                                /* Define constructor functions and*/
 849 List  tyvars;                           /* do dependency analysis for data */
 850 Cell  cd; {                             /* definitions (w or w/o deriving) */
 851     Int  line      = tycon(t).line;
 852     List ctxt      = NIL;
 853     Int  conNo     = 1;
 854     Type lhs       = t;
 855     List cs        = fst(cd);
 856     List derivs    = snd(cd);
 857     List compTypes = NIL;
 858     List sels      = NIL;
 859     Int  i;
 860
 861     for (i=0; i<tycon(t).arity; ++i)    /* build representation for tycon  */
 862         lhs = ap(lhs,mkOffset(i));      /* applied to full comp. of args   */
 863
 864     if (isQualType(cs)) {               /* allow for possible context      */
 865         ctxt = fst(snd(cs));
 866         cs   = snd(snd(cs));
 867         map2Over(depPredExp,line,tyvars,ctxt);
 868         h98CheckCtxt(line,"context",TRUE,ctxt,NIL);
 869     }
 870
 871     if (nonNull(cs) && isNull(tl(cs)))  /* Single constructor datatype?    */
 872         conNo = 0;
 873
 874     for (; nonNull(cs); cs=tl(cs)) {    /* For each constructor function:  */
 875         Cell con   = hd(cs);
 876         List sig   = dupList(tyvars);
 877         List evs   = NIL;               /* locally quantified vars         */
 878         List lps   = NIL;               /* locally bound predicates        */
 879         List ctxt1 = ctxt;              /* constructor function context    */
 880         List scs   = NIL;               /* strict components               */
 881         List fs    = NONE;              /* selector names                  */
 882         Type type  = lhs;               /* constructor function type       */
 883         Int  arity = 0;                 /* arity of constructor function   */
 884         Int  nr2   = 0;                 /* Number of rank 2 args           */
 885         Name n;                         /* name for constructor function   */
 886
 887         if (whatIs(con)==POLYTYPE) {    /* Locally quantified vars         */
 888             evs = fst(snd(con));
 889             con = snd(snd(con));
 890             sig = checkQuantVars(line,evs,sig,con);
 891         }
 892
 893         if (isQualType(con)) {          /* Local predicates                */
 894             List us;
 895             lps     = fst(snd(con));
 896             for (us = typeVarsIn(lps,NIL,NIL,NIL); nonNull(us); us=tl(us))
 897                 if (!varIsMember(textOf(hd(us)),evs)) {
 898                     ERRMSG(line)
 899                         "Variable \"%s\" in constraint is not locally bound",
 900                         textToStr(textOf(hd(us)))
 901                     EEND;
 902                 }
 903             map2Over(depPredExp,line,sig,lps);
 904             con     = snd(snd(con));
 905             arity   = length(lps);
 906         }
 907
 908         if (whatIs(con)==LABC) {        /* Skeletize constr components     */
 909             Cell fls = snd(snd(con));   /* get field specifications        */
 910             con      = fst(snd(con));
 911             fs       = NIL;
 912             for (; nonNull(fls); fls=tl(fls)) { /* for each field spec:    */
 913                 List vs     = fst(hd(fls));
 914                 Type t      = snd(hd(fls));     /* - scrutinize type       */
 915                 Bool banged = whatIs(t)==BANG;
 916                 t           = depCompType(line,sig,(banged ? arg(t) : t));
 917                 while (nonNull(vs)) {           /* - add named components  */
 918                     Cell us = tl(vs);
 919                     tl(vs)  = fs;
 920                     fs      = vs;
 921                     vs      = us;
 922                     con     = ap(con,t);
 923                     arity++;
 924                     if (banged)
 925                         scs = cons(mkInt(arity),scs);
 926                 }
 927             }
 928             fs  = rev(fs);
 929             scs = rev(scs);             /* put strict comps in ascend ord  */
 930         }
 931         else {                          /* Non-labelled constructor        */
 932             Cell c = con;
 933             Int  compNo;
 934             for (; isAp(c); c=fun(c))
 935                 arity++;
 936             for (compNo=arity, c=con; isAp(c); c=fun(c)) {
 937                 Type t = arg(c);
 938                 if (whatIs(t)==BANG) {
 939                     scs = cons(mkInt(compNo),scs);
 940                     t   = arg(t);
 941                 }
 942                 compNo--;
 943                 arg(c) = depCompType(line,sig,t);
 944             }
 945         }
 946
 947         if (nonNull(ctxt1))             /* Extract relevant part of context*/
 948             ctxt1 = selectCtxt(ctxt1,offsetTyvarsIn(con,NIL));
 949
 950         for (i=arity; isAp(con); i--) { /* Calculate type of constructor   */
 951             Type ty  = fun(con);
 952             Type cmp = arg(con);
 953             fun(con) = typeArrow;
 954             if (isPolyOrQualType(cmp)) {
 955                 if (nonNull(derivs)) {
 956                     ERRMSG(line) "Cannot derive instances for types" ETHEN
 957                     ERRTEXT      " with polymorphic or qualified components"
 958                     EEND;
 959                 }
 960                 if (nr2==0)
 961                     nr2 = i;
 962             }
 963             if (nonNull(derivs))        /* and build list of components    */
 964                 compTypes = cons(cmp,compTypes);
 965             type     = ap(con,type);
 966             con      = ty;
 967         }
 968
 969         if (nr2>0) {                    /* Add rank 2 annotation           */
 970             type = ap(RANK2,pair(mkInt(nr2-length(lps)),type));
 971         }
 972
 973         if (nonNull(evs)) {             /* Add existential annotation      */
 974             if (nonNull(derivs)) {
 975                 ERRMSG(line) "Cannot derive instances for types" ETHEN
 976                 ERRTEXT      " with existentially typed components"
 977                 EEND;
 978             }
 979             if (fs!=NONE) {
 980                 ERRMSG(line)
 981                    "Cannot use selectors with existentially typed components"
 982                 EEND;
 983             }
 984             type = ap(EXIST,pair(mkInt(length(evs)),type));
 985         }
 986
 987         if (nonNull(lps)) {             /* Add local preds part to type    */
 988             type = ap(CDICTS,pair(lps,type));
 989         }
 990
 991         if (nonNull(ctxt1)) {           /* Add context part to type        */
 992             type = ap(QUAL,pair(ctxt1,type));
 993         }
 994
 995         if (nonNull(sig)) {             /* Add quantifiers to type         */
 996             List ts1 = sig;
 997             for (; nonNull(ts1); ts1=tl(ts1)) {
 998                 hd(ts1) = NIL;
 999             }
1000             type = mkPolyType(sig,type);
1001         }
1002
1003         n = findName(textOf(con));      /* Allocate constructor fun name   */
1004         if (isNull(n)) {
1005             n = newName(textOf(con),NIL);
1006         } else if (name(n).defn!=PREDEFINED) {
1007             duplicateError(line,name(n).mod,name(n).text,
1008                            "constructor function");
1009         }
1010         name(n).arity  = arity;         /* Save constructor fun details    */
1011         name(n).line   = line;
1012         name(n).parent = t;
1013         name(n).number = cfunNo(conNo++);
1014         name(n).type   = type;
1015         if (tycon(t).what==NEWTYPE) {
1016             if (nonNull(lps)) {
1017                 ERRMSG(line)
1018                    "A newtype constructor cannot have class constraints"
1019                 EEND;
1020             }
1021             if (arity!=1) {
1022                 ERRMSG(line)
1023                    "A newtype constructor must have exactly one argument"
1024                 EEND;
1025             }
1026             if (nonNull(scs)) {
1027                 ERRMSG(line)
1028                    "Illegal strictess annotation for newtype constructor"
1029                 EEND;
1030             }
1031             name(n).defn = nameId;
1032         } else {
1033             implementCfun(n,scs);
1034             name(n).hasStrict = nonNull(scs);
1035         }
1036
1037         hd(cs) = n;
1038         if (fs!=NONE) {
1039             sels = addSels(line,n,fs,sels);
1040         }
1041     }
1042
1043     if (nonNull(sels)) {
1044         sels     = rev(sels);
1045         fst(cd)  = appendOnto(fst(cd),sels);
1046         selDefns = cons(sels,selDefns);
1047     }
1048
1049     if (nonNull(derivs)) {              /* Generate derived instances      */
1050         map3Proc(checkDerive,t,ctxt,compTypes,derivs);
1051     }
1052 }
1053
1054 Int userArity(c)                        /* Find arity for cfun, ignoring   */
1055 Name c; {                               /* CDICTS parameters               */
1056     Int  a = name(c).arity;
1057     Type t = name(c).type;
1058     Int  w;
1059     if (isPolyType(t)) {
1060         t = monotypeOf(t);
1061     }
1062     if ((w=whatIs(t))==QUAL) {
1063         w = whatIs(t=snd(snd(t)));
1064     }
1065     if (w==CDICTS) {
1066         a -= length(fst(snd(t)));
1067     }
1068     return a;
1069 }
1070
1071
1072 static List local addSels(line,c,fs,ss) /* Add fields to selector list     */
1073 Int  line;                              /* line number of constructor      */
1074 Name c;                                 /* corresponding constr function   */
1075 List fs;                                /* list of fields (varids)         */
1076 List ss; {                              /* list of existing selectors      */
1077     Int sn    = 1;
1078     cfunSfuns = cons(pair(c,fs),cfunSfuns);
1079     for (; nonNull(fs); fs=tl(fs), ++sn) {
1080         List ns = ss;
1081         Text t  = textOf(hd(fs));
1082
1083         if (nonNull(varIsMember(t,tl(fs)))) {
1084             ERRMSG(line) "Repeated field name \"%s\" for constructor \"%s\"",
1085                          textToStr(t), textToStr(name(c).text)
1086             EEND;
1087         }
1088
1089         while (nonNull(ns) && t!=name(hd(ns)).text) {
1090             ns = tl(ns);
1091         }
1092
1093         if (nonNull(ns)) {
1094             name(hd(ns)).defn = cons(pair(c,mkInt(sn)),name(hd(ns)).defn);
1095         } else {
1096             Name n = findName(t);
1097             if (nonNull(n)) {
1098                 ERRMSG(line) "Repeated definition for selector \"%s\"",
1099                              textToStr(t)
1100                 EEND;
1101             }
1102             n              = newName(t,c);
1103             name(n).line   = line;
1104             name(n).number = SELNAME;
1105             name(n).defn   = singleton(pair(c,mkInt(sn)));
1106             ss             = cons(n,ss);
1107         }
1108     }
1109     return ss;
1110 }
1111
1112 static List local selectCtxt(ctxt,vs)   /* calculate subset of context     */
1113 List ctxt;
1114 List vs; {
1115     if (isNull(vs)) {
1116         return NIL;
1117     } else {
1118         List ps = NIL;
1119         for (; nonNull(ctxt); ctxt=tl(ctxt)) {
1120             List us = offsetTyvarsIn(hd(ctxt),NIL);
1121             for (; nonNull(us) && cellIsMember(hd(us),vs); us=tl(us)) {
1122             }
1123             if (isNull(us)) {
1124                 ps = cons(hd(ctxt),ps);
1125             }
1126         }
1127         return rev(ps);
1128     }
1129 }
1130
1131 static Void local checkSynonyms(ts)     /* Check for mutually recursive    */
1132 List ts; {                              /* synonyms                        */
1133     List syns = NIL;
1134     for (; nonNull(ts); ts=tl(ts)) {    /* build list of all synonyms      */
1135         Tycon t = hd(ts);
1136         switch (whatIs(tycon(t).what)) {
1137             case SYNONYM     :
1138             case RESTRICTSYN : syns = cons(t,syns);
1139                                break;
1140         }
1141     }
1142     while (nonNull(syns)) {             /* then visit each synonym         */
1143         syns = visitSyn(NIL,hd(syns),syns);
1144     }
1145 }
1146
1147 static List local visitSyn(path,t,syns) /* visit synonym definition to look*/
1148 List  path;                             /* for cycles                      */
1149 Tycon t;
1150 List  syns; {
1151     if (cellIsMember(t,path)) {         /* every elt in path depends on t  */
1152         ERRMSG(tycon(t).line)
1153             "Type synonyms \"%s\" and \"%s\" are mutually recursive",
1154             textToStr(tycon(t).text), textToStr(tycon(hd(path)).text)
1155         EEND;
1156     } else {
1157         List ds    = tycon(t).kind;
1158         List path1 = NIL;
1159         for (; nonNull(ds); ds=tl(ds)) {
1160             if (cellIsMember(hd(ds),syns)) {
1161                 if (isNull(path1)) {
1162                     path1 = cons(t,path);
1163                 }
1164                 syns = visitSyn(path1,hd(ds),syns);
1165             }
1166         }
1167     }
1168     tycon(t).defn = fullExpand(tycon(t).defn);
1169     return removeCell(t,syns);
1170 }
1171
1172 /* --------------------------------------------------------------------------
1173  * Expanding out all type synonyms in a type expression:
1174  * ------------------------------------------------------------------------*/
1175
1176 Type fullExpand(t)                      /* find full expansion of type exp */
1177 Type t; {                               /* assuming that all relevant      */
1178     Cell h = t;                         /* synonym defns of lower rank have*/
1179     Int  n = 0;                         /* already been fully expanded     */
1180     List args;
1181     for (args=NIL; isAp(h); h=fun(h), n++) {
1182         args = cons(fullExpand(arg(h)),args);
1183     }
1184     t = applyToArgs(h,args);
1185     if (isSynonym(h) && n>=tycon(h).arity) {
1186         if (n==tycon(h).arity) {
1187             t = instantiateSyn(tycon(h).defn,t);
1188         } else {
1189             Type p = t;
1190             while (--n > tycon(h).arity) {
1191                 p = fun(p);
1192             }
1193             fun(p) = instantiateSyn(tycon(h).defn,fun(p));
1194         }
1195     }
1196     return t;
1197 }
1198
1199 static Type local instantiateSyn(t,env) /* instantiate type according using*/
1200 Type t;                                 /* env to determine appropriate    */
1201 Type env; {                             /* values for OFFSET type vars     */
1202     switch (whatIs(t)) {
1203         case AP      : return ap(instantiateSyn(fun(t),env),
1204                                  instantiateSyn(arg(t),env));
1205
1206         case OFFSET  : return nthArg(offsetOf(t),env);
1207
1208         default      : return t;
1209     }
1210 }
1211
1212 /* --------------------------------------------------------------------------
1213  * Static analysis of class declarations:
1214  *
1215  * Performed in a similar manner to that used for type declarations.
1216  *
1217  * The first part of the static analysis is performed as the declarations
1218  * are read during parsing.  The parser ensures that:
1219  * - the class header and all superclass predicates are of the form
1220  *   ``Class var''
1221  *
1222  * The classDefn() function:
1223  * - ensures that there is no previous definition for class
1224  * - checks that class name has not previously been used as a type constr.
1225  * - make new entry in class table
1226  * - record line number of declaration
1227  * - build list of classes defined in current script for use in later
1228  *   stages of static analysis.
1229  * ------------------------------------------------------------------------*/
1230
1231 Void classDefn(line,head,ms,fds)       /* process new class definition     */
1232 Int  line;                             /* definition line number           */
1233 Cell head;                             /* class header :: ([Supers],Class) */
1234 List ms;                               /* class definition body            */
1235 List fds; {                            /* functional dependencies          */
1236     Text ct    = textOf(getHead(snd(head)));
1237     Int  arity = argCount;
1238
1239     if (nonNull(findClass(ct))) {
1240         ERRMSG(line) "Repeated definition of class \"%s\"",
1241                      textToStr(ct)
1242         EEND;
1243     } else if (nonNull(findTycon(ct))) {
1244         ERRMSG(line) "\"%s\" used as both class and type constructor",
1245                      textToStr(ct)
1246         EEND;
1247     } else {
1248         Class nw           = newClass(ct);
1249         cclass(nw).line    = line;
1250         cclass(nw).arity   = arity;
1251         cclass(nw).head    = snd(head);
1252         cclass(nw).supers  = fst(head);
1253         cclass(nw).members = ms;
1254         cclass(nw).level   = 0;
1255         cclass(nw).fds     = fds;
1256         cclass(nw).xfds    = NIL;
1257         classDefns         = cons(nw,classDefns);
1258         if (arity!=1)
1259             h98DoesntSupport(line,"multiple parameter classes");
1260     }
1261 }
1262
1263 /* --------------------------------------------------------------------------
1264  * Further analysis of class declarations:
1265  *
1266  * Full static analysis of class definitions must be postponed until the
1267  * complete script has been read and all static analysis on type definitions
1268  * has been completed.
1269  *
1270  * Once this has been achieved, we carry out the following checks on each
1271  * class definition:
1272  * - check that variables in header are distinct
1273  * - replace head by skeleton
1274  * - check superclass declarations, replace by skeletons
1275  * - split body of class into members and declarations
1276  * - make new name entry for each member function
1277  * - record member function number (eventually an offset into dictionary!)
1278  * - no member function has a previous definition ...
1279  * - no member function is mentioned more than once in the list of members
1280  * - each member function type is valid, replace vars by offsets
1281  * - qualify each member function type by class header
1282  * - only bindings for members appear in defaults
1283  * - only function bindings appear in defaults
1284  * - check that extended class hierarchy does not contain any cycles
1285  * ------------------------------------------------------------------------*/
1286
1287 static Void local checkClassDefn(c)    /* validate class definition        */
1288 Class c; {
1289     List tyvars = NIL;
1290     Int  args   = cclass(c).arity - 1;
1291     Cell temp   = cclass(c).head;
1292     List fs     = NIL;
1293     List ss     = NIL;
1294
1295     for (; isAp(temp); temp=fun(temp)) {
1296         if (!isVar(arg(temp))) {
1297             ERRMSG(cclass(c).line) "Type variable required in class head"
1298             EEND;
1299         }
1300         if (nonNull(varIsMember(textOf(arg(temp)),tyvars))) {
1301             ERRMSG(cclass(c).line)
1302                 "Repeated type variable \"%s\" in class head",
1303                 textToStr(textOf(arg(temp)))
1304             EEND;
1305         }
1306         tyvars = cons(arg(temp),tyvars);
1307     }
1308
1309     for (fs=cclass(c).fds; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
1310         Pair fd = hd(fs);
1311         List vs = snd(fd);
1312
1313         /* Check for trivial dependency
1314          */
1315         if (isNull(vs)) {
1316             ERRMSG(cclass(c).line) "Functional dependency is trivial"
1317             EEND;
1318         }
1319
1320         /* Check for duplicated vars on right hand side, and for vars on
1321          * right that also appear on the left:
1322          */
1323         for (vs=snd(fd); nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1324             if (varIsMember(textOf(hd(vs)),fst(fd))) {
1325                 ERRMSG(cclass(c).line)
1326                     "Trivial dependency for variable \"%s\"",
1327                     textToStr(textOf(hd(vs)))
1328                 EEND;
1329             }
1330             if (varIsMember(textOf(hd(vs)),tl(vs))) {
1331                 ERRMSG(cclass(c).line)
1332                     "Repeated variable \"%s\" in functional dependency",
1333                     textToStr(textOf(hd(vs)))
1334                 EEND;
1335             }
1336             hd(vs) = depTypeVar(cclass(c).line,tyvars,textOf(hd(vs)));
1337         }
1338
1339         /* Check for duplicated vars on left hand side:
1340          */
1341         for (vs=fst(fd); nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1342             if (varIsMember(textOf(hd(vs)),tl(vs))) {
1343                 ERRMSG(cclass(c).line)
1344                     "Repeated variable \"%s\" in functional dependency",
1345                     textToStr(textOf(hd(vs)))
1346                 EEND;
1347             }
1348             hd(vs) = depTypeVar(cclass(c).line,tyvars,textOf(hd(vs)));
1349         }
1350     }
1351
1352     if (cclass(c).arity==0) {
1353         cclass(c).head = c;
1354     } else {
1355         Int args = cclass(c).arity - 1;
1356         for (temp=cclass(c).head; args>0; temp=fun(temp), args--) {
1357             arg(temp) = mkOffset(args);
1358         }
1359         arg(temp) = mkOffset(0);
1360         fun(temp) = c;
1361     }
1362
1363     tcDeps              = NIL;          /* find dependents                 */
1364     map2Over(depPredExp,cclass(c).line,tyvars,cclass(c).supers);
1365     h98CheckCtxt(cclass(c).line,"class definition",FALSE,cclass(c).supers,NIL);
1366     cclass(c).numSupers = length(cclass(c).supers);
1367     cclass(c).defaults  = extractBindings(cclass(c).members);   /* defaults*/
1368     ss                  = extractSigdecls(cclass(c).members);
1369     fs                  = extractFixdecls(cclass(c).members);
1370     cclass(c).members   = pair(ss,fs);
1371     map2Proc(checkMems,c,tyvars,ss);
1372
1373     cclass(c).kinds     = tcDeps;
1374     tcDeps              = NIL;
1375 }
1376
1377
1378 /* --------------------------------------------------------------------------
1379  * Functional dependencies are inherited from superclasses.
1380  * For example, if I've got the following classes:
1381  *
1382  * class C a b | a -> b
1383  * class C [b] a => D a b
1384  *
1385  * then C will have the dependency ([a], [b]) as expected, and D will inherit
1386  * the dependency ([b], [a]) from C.
1387  * When doing pairwise improvement, we have to consider not just improving
1388  * when we see a pair of Cs or a pair of Ds in the context, but when we've
1389  * got a C and a D as well.  In this case, we only improve when the
1390  * predicate in question matches the type skeleton in the relevant superclass
1391  * constraint.  E.g., we improve the pair (C [Int] a, D b Int) (unifying
1392  * a and b), but we don't improve the pair (C Int a, D b Int).
1393  * To implement functional dependency inheritance, we calculate
1394  * the closure of all functional dependencies, and store the result
1395  * in an additional field `xfds' (extended functional dependencies).
1396  * The `xfds' field is a list of functional dependency lists, annotated
1397  * with a list of predicate skeletons constraining when improvement can
1398  * happen against this dependency list.  For example, the xfds field
1399  * for C above would be:
1400  *     [([C a b], [([a], [b])])]
1401  * and the xfds field for D would be:
1402  *     [([C [b] a, D a b], [([b], [a])])]
1403  * Self-improvement (of a C with a C, or a D with a D) is treated as a
1404  * special case of an inherited dependency.
1405  * ------------------------------------------------------------------------*/
1406 static List local inheritFundeps ( Class c, Cell pi, Int o )
1407 {
1408     Int alpha = newKindedVars(cclass(c).kinds);
1409     List scs = cclass(c).supers;
1410     List xfds = NIL;
1411     Cell this = NIL;
1412     /* better not fail ;-) */
1413     if (!matchPred(pi,o,cclass(c).head,alpha))
1414         internal("inheritFundeps - predicate failed to match it's own head!");
1415     this = copyPred(pi,o);
1416     for (; nonNull(scs); scs=tl(scs)) {
1417         Class s = getHead(hd(scs));
1418         if (isClass(s)) {
1419             List sfds = inheritFundeps(s,hd(scs),alpha);
1420             for (; nonNull(sfds); sfds=tl(sfds)) {
1421                 Cell h = hd(sfds);
1422                 xfds = cons(pair(cons(this,fst(h)),snd(h)),xfds);
1423             }
1424         }
1425     }
1426     if (nonNull(cclass(c).fds)) {
1427         List fds = NIL, fs = cclass(c).fds;
1428         for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
1429             fds = cons(pair(otvars(this,fst(hd(fs))),
1430                             otvars(this,snd(hd(fs)))),fds);
1431         }
1432         xfds = cons(pair(cons(this,NIL),fds),xfds);
1433     }
1434     return xfds;
1435 }
1436
1437 static Void local extendFundeps ( Class c )
1438 {
1439     Int alpha;
1440     emptySubstitution();
1441     alpha = newKindedVars(cclass(c).kinds);
1442     cclass(c).xfds = inheritFundeps(c,cclass(c).head,alpha);
1443
1444     /* we can now check for ambiguity */
1445     map1Proc(checkMems2,c,fst(cclass(c).members));
1446 }
1447
1448
1449 static Cell local depPredExp(line,tyvars,pred)
1450 Int  line;
1451 List tyvars;
1452 Cell pred; {
1453     Int  args = 0;
1454     Cell prev = NIL;
1455     Cell h    = pred;
1456     for (; isAp(h); args++) {
1457         arg(h) = depTypeExp(line,tyvars,arg(h));
1458         prev   = h;
1459         h      = fun(h);
1460     }
1461
1462     if (args==0) {
1463         h98DoesntSupport(line,"tag classes");
1464     } else if (args!=1) {
1465         h98DoesntSupport(line,"multiple parameter classes");
1466     }
1467
1468     if (isQCon(h)) {                    /* standard class constraint       */
1469         Class c = findQualClass(h);
1470         if (isNull(c)) {
1471             ERRMSG(line) "Undefined class \"%s\"", identToStr(h)
1472             EEND;
1473         }
1474         if (isNull(prev)) {
1475             pred = c;
1476         } else {
1477             fun(prev) = c;
1478         }
1479         if (args!=cclass(c).arity) {
1480             ERRMSG(line) "Wrong number of arguments for class \"%s\"",
1481                         textToStr(cclass(c).text)
1482             EEND;
1483         }
1484         if (cellIsMember(c,classDefns) && !cellIsMember(c,tcDeps)) {
1485             tcDeps = cons(c,tcDeps);
1486         }
1487     }
1488 #if TREX
1489     else if (isExt(h)) {                /* Lacks predicate                 */
1490         if (args!=1) {                  /* parser shouldn't let this happen*/
1491             ERRMSG(line) "Wrong number of arguments for lacks predicate"
1492             EEND;
1493         }
1494     }
1495 #endif
1496     else
1497 #if IPARAM
1498          if (whatIs(h) != IPCELL)
1499 #endif
1500     {
1501         internal("depPredExp");
1502     }
1503     return pred;
1504 }
1505
1506 static Void local checkMems(c,tyvars,m) /* check member function details   */
1507 Class c;
1508 List  tyvars;
1509 Cell  m; {
1510     Int  line = intOf(fst3(m));
1511     List vs   = snd3(m);
1512     Type t    = thd3(m);
1513     List sig  = NIL;
1514     List tvs  = NIL;
1515     List xtvs = NIL;
1516
1517     if (isPolyType(t)) {
1518         xtvs = fst(snd(t));
1519         t    = monotypeOf(t);
1520     }
1521
1522
1523     tyvars    = typeVarsIn(t,NIL,xtvs,tyvars);
1524                                         /* Look for extra type vars.       */
1525     checkOptQuantVars(line,xtvs,tyvars);
1526
1527     if (isQualType(t)) {                /* Overloaded member signatures?   */
1528         map2Over(depPredExp,line,tyvars,fst(snd(t)));
1529     } else {
1530         t = ap(QUAL,pair(NIL,t));
1531     }
1532
1533     fst(snd(t)) = cons(cclass(c).head,fst(snd(t)));/* Add main predicate   */
1534     snd(snd(t)) = depTopType(line,tyvars,snd(snd(t)));
1535
1536     for (tvs=tyvars; nonNull(tvs); tvs=tl(tvs)){/* Quantify                */
1537         sig = ap(NIL,sig);
1538     }
1539     if (nonNull(sig)) {
1540         t = mkPolyType(sig,t);
1541     }
1542     thd3(m) = t;                                /* Save type               */
1543     take(cclass(c).arity,tyvars);               /* Delete extra type vars  */
1544
1545     if (isAmbiguous(t)) {
1546         ambigError(line,"class declaration",hd(vs),t);
1547     }
1548     h98CheckType(line,"member type",hd(vs),t);
1549 }
1550
1551 static Void local checkMems2(c,m) /* check member function details   */
1552 Class c;
1553 Cell  m; {
1554     Int  line = intOf(fst3(m));
1555     List vs   = snd3(m);
1556     Type t    = thd3(m);
1557 }
1558
1559 static Void local addMembers(c)         /* Add definitions of member funs  */
1560 Class c; {                              /* and other parts of class struct.*/
1561     List ms  = fst(cclass(c).members);
1562     List fs  = snd(cclass(c).members);
1563     List ns  = NIL;                     /* List of names                   */
1564     Int  mno;                           /* Member function number          */
1565
1566     for (mno=0; mno<cclass(c).numSupers; mno++) {
1567         ns = cons(newDSel(c,mno),ns);
1568     }
1569     cclass(c).dsels = rev(ns);          /* Save dictionary selectors       */
1570
1571     for (mno=1, ns=NIL; nonNull(ms); ms=tl(ms)) {
1572         Int  line = intOf(fst3(hd(ms)));
1573         List vs   = rev(snd3(hd(ms)));
1574         Type t    = thd3(hd(ms));
1575         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1576             ns = cons(newMember(line,mno++,hd(vs),t,c),ns);
1577         }
1578     }
1579     cclass(c).members    = rev(ns);     /* Save list of members            */
1580     cclass(c).numMembers = length(cclass(c).members);
1581
1582     for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {    /* fixity declarations             */
1583         Int    line = intOf(fst3(hd(fs)));
1584         List   ops  = snd3(hd(fs));
1585         Syntax s    = intOf(thd3(hd(fs)));
1586         for (; nonNull(ops); ops=tl(ops)) {
1587             Name n = nameIsMember(textOf(hd(ops)),cclass(c).members);
1588             if (isNull(n)) {
1589                 missFixity(line,textOf(hd(ops)));
1590             } else if (name(n).syntax!=NO_SYNTAX) {
1591                 dupFixity(line,textOf(hd(ops)));
1592             }
1593             name(n).syntax = s;
1594         }
1595     }
1596
1597 /*  Not actually needed just yet; for the time being, dictionary code will
1598     not be passed through the type checker.
1599
1600     cclass(c).dtycon    = addPrimTycon(generateText("Dict.%s",c),
1601                                        NIL,
1602                                        cclass(c).arity,
1603                                        DATATYPE,
1604                                        NIL);
1605 */
1606
1607     mno                  = cclass(c).numSupers + cclass(c).numMembers;
1608     /* cclass(c).dcon       = addPrimCfun(generateText("Make.%s",c),mno,0,NIL); */
1609     cclass(c).dcon       = addPrimCfun(generateText(":D%s",c),mno,0,NIL);
1610     /* implementCfun(cclass(c).dcon,NIL);
1611        Don't manufacture a wrapper fn for dictionary constructors.
1612        Applications of dictionary constructors are always saturated,
1613        and translate.c:stgExpr() special-cases saturated constructor apps.
1614     */
1615
1616     if (mno==1) {                       /* Single entry dicts use newtype  */
1617         name(cclass(c).dcon).defn = nameId;
1618         if (nonNull(cclass(c).members)) {
1619             name(hd(cclass(c).members)).number = mfunNo(0);
1620         }
1621     }
1622     cclass(c).defaults   = classBindings("class",c,cclass(c).defaults);
1623 }
1624
1625 static Name local newMember(l,no,v,t,parent)
1626 Int   l;                                /* Make definition for member fn   */
1627 Int   no;
1628 Cell  v;
1629 Type  t;
1630 Class parent; {
1631     Name m = findName(textOf(v));
1632
1633     if (isNull(m)) {
1634         m = newName(textOf(v),parent);
1635     } else if (name(m).defn!=PREDEFINED) {
1636         ERRMSG(l) "Repeated definition for member function \"%s\"",
1637                   textToStr(name(m).text)
1638         EEND;
1639     }
1640
1641     name(m).line     = l;
1642     name(m).arity    = 1;
1643     name(m).number   = mfunNo(no);
1644     name(m).type     = t;
1645     return m;
1646 }
1647
1648 Name newDSel(c,no)                      /* Make definition for dict selectr*/
1649 Class c;
1650 Int   no; {
1651     Name s;
1652     char buf[16];
1653
1654     /* sprintf(buf,"sc%d.%s",no,"%s"); */
1655     sprintf(buf,"$p%d%s",no+1,"%s");
1656     s                = newName(generateText(buf,c),c);
1657     name(s).line     = cclass(c).line;
1658     name(s).arity    = 1;
1659     name(s).number   = DFUNNAME;
1660     return s;
1661 }
1662
1663 #define MAX_GEN  128
1664
1665 static Text local generateText(sk,c)    /* We need to generate names for   */
1666 String sk;                              /* certain objects corresponding   */
1667 Class  c; {                             /* to each class.                  */
1668     String cname = textToStr(cclass(c).text);
1669     char buffer[MAX_GEN+1];
1670
1671     if ((strlen(sk)+strlen(cname))>=MAX_GEN) {
1672         ERRMSG(0) "Please use a shorter name for class \"%s\"", cname
1673         EEND;
1674     }
1675     sprintf(buffer,sk,cname);
1676     return findText(buffer);
1677 }
1678
1679        Int visitClass(c)                /* visit class defn to check that  */
1680 Class c; {                              /* class hierarchy is acyclic      */
1681 #if TREX
1682     if (isExt(c)) {                     /* special case for lacks preds    */
1683         return 0;
1684     }
1685 #endif
1686     if (cclass(c).level < 0) {          /* already visiting this class?    */
1687         ERRMSG(cclass(c).line) "Class hierarchy for \"%s\" is not acyclic",
1688                                textToStr(cclass(c).text)
1689         EEND;
1690     } else if (cclass(c).level == 0) {  /* visiting class for first time   */
1691         List scs = cclass(c).supers;
1692         Int  lev = 0;
1693         cclass(c).level = (-1);
1694         for (; nonNull(scs); scs=tl(scs)) {
1695             Int l = visitClass(getHead(hd(scs)));
1696             if (l>lev) lev=l;
1697         }
1698         cclass(c).level = 1+lev;        /* level = 1 + max level of supers */
1699     }
1700     return cclass(c).level;
1701 }
1702
1703 /* --------------------------------------------------------------------------
1704  * Process class and instance declaration binding groups:
1705  * ------------------------------------------------------------------------*/
1706
1707 static List local classBindings(where,c,bs)
1708 String where;                           /* Check validity of bindings bs   */
1709 Class  c;                               /* for class c (or an inst of c)   */
1710 List   bs; {                            /* sort into approp. member order  */
1711     List nbs = NIL;
1712
1713     for (; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
1714         Cell b    = hd(bs);
1715         Cell body = snd(snd(b));
1716         Name mnm;
1717
1718         if (!isVar(fst(b))) {           /* Only allow function bindings    */
1719             ERRMSG(rhsLine(snd(body)))
1720                 "Pattern binding illegal in %s declaration", where
1721             EEND;
1722         }
1723
1724         if (isNull(mnm=memberName(c,textOf(fst(b))))) {
1725             ERRMSG(rhsLine(snd(hd(body))))
1726                 "No member \"%s\" in class \"%s\"",
1727                 textToStr(textOf(fst(b))), textToStr(cclass(c).text)
1728             EEND;
1729         }
1730         snd(b) = body;
1731         nbs    = numInsert(mfunOf(mnm)-1,b,nbs);
1732     }
1733     return nbs;
1734 }
1735
1736 static Name local memberName(c,t)       /* return name of member function  */
1737 Class c;                                /* with name t in class c          */
1738 Text  t; {                              /* return NIL if not a member      */
1739     List ms = cclass(c).members;
1740     for (; nonNull(ms); ms=tl(ms)) {
1741         if (t==name(hd(ms)).text) {
1742             return hd(ms);
1743         }
1744     }
1745     return NIL;
1746 }
1747
1748 static List local numInsert(n,x,xs)    /* insert x at nth position in xs,  */
1749 Int  n;                                /* filling gaps with NIL            */
1750 Cell x;
1751 List xs; {
1752     List start = isNull(xs) ? cons(NIL,NIL) : xs;
1753
1754     for (xs=start; 0<n--; xs=tl(xs)) {
1755         if (isNull(tl(xs))) {
1756             tl(xs) = cons(NIL,NIL);
1757         }
1758     }
1759     hd(xs) = x;
1760     return start;
1761 }
1762
1763 /* --------------------------------------------------------------------------
1764  * Calculate set of variables appearing in a given type expression (possibly
1765  * qualified) as a list of distinct values.  The order in which variables
1766  * appear in the list is the same as the order in which those variables
1767  * occur in the type expression when read from left to right.
1768  * ------------------------------------------------------------------------*/
1769
1770 List local typeVarsIn(ty,us,ws,vs)      /*Calculate list of type variables*/
1771 Cell ty;                                /* used in type expression, reading*/
1772 List us;                                /* from left to right ignoring any */
1773 List ws;                                /* listed in us.                   */
1774 List vs; {                              /* ws = explicitly quantified vars */
1775     if (isNull(ty)) return vs;
1776     switch (whatIs(ty)) {
1777         case DICTAP    : return typeVarsIn(snd(snd(ty)),us,ws,vs);
1778         case UNBOXEDTUP: return typeVarsIn(snd(ty),us,ws,vs);
1779
1780         case AP        : return typeVarsIn(snd(ty),us,ws,
1781                                            typeVarsIn(fst(ty),us,ws,vs));
1782
1783         case VARIDCELL :
1784         case VAROPCELL : if ((nonNull(findBtyvs(textOf(ty)))
1785                               && !varIsMember(textOf(ty),ws))
1786                              || varIsMember(textOf(ty),us)) {
1787                              return vs;
1788                          } else {
1789                              return maybeAppendVar(ty,vs);
1790                          }
1791
1792         case POLYTYPE  : return typeVarsIn(monotypeOf(ty),polySigOf(ty),ws,vs);
1793
1794         case QUAL      : {   vs = typeVarsIn(fst(snd(ty)),us,ws,vs);
1795                              return typeVarsIn(snd(snd(ty)),us,ws,vs);
1796                          }
1797
1798         case BANG      : return typeVarsIn(snd(ty),us,ws,vs);
1799
1800         case LABC      : {   List fs = snd(snd(ty));
1801                              for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
1802                                 vs = typeVarsIn(snd(hd(fs)),us,ws,vs);
1803                              }
1804                              return vs;
1805                          }
1806         case TUPLE:
1807         case TYCON:
1808         case CONIDCELL:
1809         case QUALIDENT: return vs;
1810
1811         default: fprintf(stderr, " bad tag = %d\n", whatIs(ty));internal("typeVarsIn");
1812     }
1813     assert(0);
1814 }
1815
1816 static List local maybeAppendVar(v,vs) /* append variable to list if not   */
1817 Cell v;                                /* already included                 */
1818 List vs; {
1819     Text t = textOf(v);
1820     List p = NIL;
1821     List c = vs;
1822
1823     while (nonNull(c)) {
1824         if (textOf(hd(c))==t) {
1825             return vs;
1826         }
1827         p = c;
1828         c = tl(c);
1829     }
1830
1831     if (nonNull(p)) {
1832         tl(p) = cons(v,NIL);
1833     } else {
1834         vs    = cons(v,NIL);
1835     }
1836
1837     return vs;
1838 }
1839
1840 /* --------------------------------------------------------------------------
1841  * Static analysis for type expressions is required to:
1842  *   - ensure that each type constructor or class used has been defined.
1843  *   - replace type variables by offsets, constructor names by Tycons.
1844  *   - ensure that the type is well-kinded.
1845  * ------------------------------------------------------------------------*/
1846
1847 static Type local checkSigType(line,where,e,type)
1848 Int    line;                            /* Check validity of type expr in  */
1849 String where;                           /* explicit type signature         */
1850 Cell   e;
1851 Type   type; {
1852     List tvs  = NIL;
1853     List sunk = NIL;
1854     List xtvs = NIL;
1855
1856     if (isPolyType(type)) {
1857         xtvs = fst(snd(type));
1858         type = monotypeOf(type);
1859     }
1860     tvs  = typeVarsIn(type,NIL,xtvs,NIL);
1861     sunk = unkindTypes;
1862     checkOptQuantVars(line,xtvs,tvs);
1863
1864     if (isQualType(type)) {
1865         map2Over(depPredExp,line,tvs,fst(snd(type)));
1866         snd(snd(type)) = depTopType(line,tvs,snd(snd(type)));
1867
1868         if (isAmbiguous(type)) {
1869             ambigError(line,where,e,type);
1870         }
1871     } else {
1872         type = depTopType(line,tvs,type);
1873     }
1874
1875     if (nonNull(tvs)) {
1876         if (length(tvs) >= (OFF_MAX-OFF_MIN+1)) {
1877             ERRMSG(line) "Too many type variables in %s\n", where
1878             EEND;
1879         } else {
1880             List ts = tvs;
1881             for (; nonNull(ts); ts=tl(ts)) {
1882                 hd(ts) = NIL;
1883             }
1884             type    = mkPolyType(tvs,type);
1885         }
1886     }
1887
1888     unkindTypes = NIL;
1889     kindType(line,"type expression",type);
1890     fixKinds();
1891     unkindTypes = sunk;
1892
1893     h98CheckType(line,where,e,type);
1894     return type;
1895 }
1896
1897 static Void local checkOptQuantVars(line,xtvs,tvs)
1898 Int  line;
1899 List xtvs;                              /* Explicitly quantified vars      */
1900 List tvs; {                             /* Implicitly quantified vars      */
1901     if (nonNull(xtvs)) {
1902         List vs = tvs;
1903         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1904             if (!varIsMember(textOf(hd(vs)),xtvs)) {
1905                 ERRMSG(line) "Quantifier does not mention type variable \"%s\"",
1906                              textToStr(textOf(hd(vs)))
1907                 EEND;
1908             }
1909         }
1910         for (vs=xtvs; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1911             if (!varIsMember(textOf(hd(vs)),tvs)) {
1912                 ERRMSG(line) "Quantified type variable \"%s\" is not used",
1913                              textToStr(textOf(hd(vs)))
1914                 EEND;
1915             }
1916             if (varIsMember(textOf(hd(vs)),tl(vs))) {
1917                 ERRMSG(line) "Quantified type variable \"%s\" is repeated",
1918                              textToStr(textOf(hd(vs)))
1919                 EEND;
1920             }
1921         }
1922     }
1923 }
1924
1925 static Type local depTopType(l,tvs,t)   /* Check top-level of type sig     */
1926 Int  l;
1927 List tvs;
1928 Type t; {
1929     Type prev = NIL;
1930     Type t1   = t;
1931     Int  nr2  = 0;
1932     Int  i    = 1;
1933     for (; getHead(t1)==typeArrow && argCount==2; ++i) {
1934         arg(fun(t1)) = depCompType(l,tvs,arg(fun(t1)));
1935         if (isPolyOrQualType(arg(fun(t1)))) {
1936             nr2 = i;
1937         }
1938         prev = t1;
1939         t1   = arg(t1);
1940     }
1941     if (nonNull(prev)) {
1942         arg(prev) = depTypeExp(l,tvs,t1);
1943     } else {
1944         t = depTypeExp(l,tvs,t1);
1945     }
1946     if (nr2>0) {
1947         t = ap(RANK2,pair(mkInt(nr2),t));
1948     }
1949     return t;
1950 }
1951
1952 static Type local depCompType(l,tvs,t)  /* Check component type for constr */
1953 Int  l;
1954 List tvs;
1955 Type t; {
1956   Int  ntvs = length(tvs);
1957   List nfr  = NIL;
1958   if (isPolyType(t)) {
1959     List vs  = fst(snd(t));
1960     t        = monotypeOf(t);
1961     tvs      = checkQuantVars(l,vs,tvs,t);
1962     nfr      = replicate(length(vs),NIL);
1963   }
1964   if (isQualType(t)) {
1965     map2Over(depPredExp,l,tvs,fst(snd(t)));
1966     snd(snd(t)) = depTypeExp(l,tvs,snd(snd(t)));
1967     if (isAmbiguous(t)) {
1968       ambigError(l,"type component",NIL,t);
1969     }
1970   } else {
1971     t = depTypeExp(l,tvs,t);
1972   }
1973   if (isNull(nfr)) {
1974     return t;
1975   }
1976   take(ntvs,tvs);
1977   return mkPolyType(nfr,t);
1978 }
1979
1980 static Type local depTypeExp(line,tyvars,type)
1981 Int  line;
1982 List tyvars;
1983 Type type; {
1984     switch (whatIs(type)) {
1985         case AP         : fst(type) = depTypeExp(line,tyvars,fst(type));
1986                           snd(type) = depTypeExp(line,tyvars,snd(type));
1987                           break;
1988
1989         case VARIDCELL  : return depTypeVar(line,tyvars,textOf(type));
1990
1991         case QUALIDENT  : if (isQVar(type)) {
1992                               ERRMSG(line) "Qualified type variables not allowed"
1993                               EEND;
1994                           }
1995                           /* deliberate fall through */
1996         case CONIDCELL  : {   Tycon tc = findQualTycon(type);
1997                               if (isNull(tc)) {
1998                                   ERRMSG(line)
1999                                       "Undefined type constructor \"%s\"",
2000                                       identToStr(type)
2001                                   EEND;
2002                               }
2003                               if (cellIsMember(tc,tyconDefns) &&
2004                                   !cellIsMember(tc,tcDeps)) {
2005                                   tcDeps = cons(tc,tcDeps);
2006                               }
2007                               return tc;
2008                           }
2009
2010 #if TREX
2011         case EXT        : h98DoesntSupport(line,"extensible records");
2012 #endif
2013         case TYCON      :
2014         case TUPLE      : break;
2015
2016         default         : internal("depTypeExp");
2017     }
2018     return type;
2019 }
2020
2021 static Type local depTypeVar(line,tyvars,tv)
2022 Int  line;
2023 List tyvars;
2024 Text tv; {
2025     Int offset = 0;
2026     Int found  = (-1);
2027
2028     for (; nonNull(tyvars); offset++) {
2029         if (tv==textOf(hd(tyvars))) {
2030             found = offset;
2031         }
2032         tyvars = tl(tyvars);
2033     }
2034     if (found<0) {
2035         Cell vt = findBtyvs(tv);
2036         if (nonNull(vt)) {
2037             return fst(vt);
2038         }
2039         ERRMSG(line) "Undefined type variable \"%s\"", textToStr(tv)
2040         EEND;
2041     }
2042     return mkOffset(found);
2043 }
2044
2045 static List local checkQuantVars(line,vs,tvs,body)
2046 Int  line;
2047 List vs;                                /* variables to quantify over      */
2048 List tvs;                               /* variables already in scope      */
2049 Cell body; {                            /* type/constr for scope of vars   */
2050     if (nonNull(vs)) {
2051         List bvs = typeVarsIn(body,NIL,NIL,NIL);
2052         List us  = vs;
2053         for (; nonNull(us); us=tl(us)) {
2054             Text u = textOf(hd(us));
2055             if (varIsMember(u,tl(us))) {
2056                 ERRMSG(line) "Duplicated quantified variable %s",
2057                              textToStr(u)
2058                 EEND;
2059             }
2060 #if 0
2061             if (varIsMember(u,tvs)) {
2062                 ERRMSG(line) "Local quantifier for %s hides an outer use",
2063                              textToStr(u)
2064                 EEND;
2065             }
2066 #endif
2067             if (!varIsMember(u,bvs)) {
2068                 ERRMSG(line) "Locally quantified variable %s is not used",
2069                              textToStr(u)
2070                 EEND;
2071             }
2072         }
2073         tvs = appendOnto(tvs,vs);
2074     }
2075     return tvs;
2076 }
2077
2078 /* --------------------------------------------------------------------------
2079  * Check for ambiguous types:
2080  * A type  Preds => type  is ambiguous if not (TV(P) `subset` TV(type))
2081  * ------------------------------------------------------------------------*/
2082
2083 List offsetTyvarsIn(t,vs)               /* add list of offset tyvars in t  */
2084 Type t;                                 /* to list vs                      */
2085 List vs; {
2086     switch (whatIs(t)) {
2087         case AP       : return offsetTyvarsIn(fun(t),
2088                                 offsetTyvarsIn(arg(t),vs));
2089
2090         case OFFSET   : if (cellIsMember(t,vs))
2091                             return vs;
2092                         else
2093                             return cons(t,vs);
2094
2095         case QUAL     : return offsetTyvarsIn(snd(t),vs);
2096
2097         case POLYTYPE : return offsetTyvarsIn(monotypeOf(t),vs);
2098                         /* slightly inaccurate, but won't matter here      */
2099
2100         case EXIST    :
2101         case RANK2    : return offsetTyvarsIn(snd(snd(t)),vs);
2102
2103         default       : return vs;
2104     }
2105 }
2106
2107 List zonkTyvarsIn(t,vs)
2108 Type t;
2109 List vs; {
2110     switch (whatIs(t)) {
2111         case AP       : return zonkTyvarsIn(fun(t),
2112                                  zonkTyvarsIn(arg(t),vs));
2113
2114         case INTCELL  : if (cellIsMember(t,vs))
2115                             return vs;
2116                         else
2117                             return cons(t,vs);
2118
2119         /* this case will lead to a type error --
2120            much better than reporting an internal error ;-) */
2121         /* case OFFSET   : internal("zonkTyvarsIn"); */
2122
2123         default       : return vs;
2124     }
2125 }
2126
2127 static List local otvars(pi,os)         /* os is a list of offsets that    */
2128 Cell pi;                                /* refer to the arguments of pi;   */
2129 List os; {                              /* find list of offsets in those   */
2130     List us = NIL;                      /* positions                       */
2131     for (; nonNull(os); os=tl(os)) {
2132         us = offsetTyvarsIn(nthArg(offsetOf(hd(os)),pi),us);
2133     }
2134     return us;
2135 }
2136
2137 static List local otvarsZonk(pi,os,o)   /* same as above, but zonks        */
2138 Cell pi;
2139 List os; {
2140     List us = NIL;
2141     for (; nonNull(os); os=tl(os)) {
2142         Type t = zonkType(nthArg(offsetOf(hd(os)),pi),o);
2143         us = zonkTyvarsIn(t,us);
2144     }
2145     return us;
2146 }
2147
2148 static Bool local odiff(us,vs)
2149 List us, vs; {
2150     while (nonNull(us) && cellIsMember(hd(us),vs)) {
2151         us = tl(us);
2152     }
2153     return us;
2154 }
2155
2156 static Bool local osubset(us,vs)        /* Determine whether us is subset  */
2157 List us, vs; {                          /* of vs                           */
2158     while (nonNull(us) && cellIsMember(hd(us),vs)) {
2159         us = tl(us);
2160     }
2161     return isNull(us);
2162 }
2163
2164 List oclose(fds,vs)     /* Compute closure of vs wrt to fds*/
2165 List fds;
2166 List vs; {
2167     Bool changed = TRUE;
2168     while (changed) {
2169         List fds1 = NIL;
2170         changed = FALSE;
2171         while (nonNull(fds)) {
2172             Cell fd   = hd(fds);
2173             List next = tl(fds);
2174             if (osubset(fst(fd),vs)) {  /* Test if fd applies              */
2175                 List os = snd(fd);
2176                 for (; nonNull(os); os=tl(os)) {
2177                     if (!cellIsMember(hd(os),vs)) {
2178                         vs      = cons(hd(os),vs);
2179                         changed = TRUE;
2180                     }
2181                 }
2182             } else {                    /* Didn't apply this time, so keep */
2183                 tl(fds) = fds1;
2184                 fds1    = fds;
2185             }
2186             fds = next;
2187         }
2188         fds = fds1;
2189     }
2190     return vs;
2191 }
2192
2193 Bool isAmbiguous(type)                  /* Determine whether type is       */
2194 Type type; {                            /* ambiguous                       */
2195     if (isPolyType(type)) {
2196         type = monotypeOf(type);
2197     }
2198     if (isQualType(type)) {             /* only qualified types can be     */
2199         List ps   = fst(snd(type));     /* ambiguous                       */
2200         List tvps = offsetTyvarsIn(ps,NIL);
2201         List tvts = offsetTyvarsIn(snd(snd(type)),NIL);
2202         List fds  = calcFunDeps(ps);
2203
2204         tvts = oclose(fds,tvts);        /* Close tvts under fds            */
2205         return !osubset(tvps,tvts);
2206     }
2207     return FALSE;
2208 }
2209
2210 List calcFunDeps(ps)
2211 List ps; {
2212     List fds  = NIL;
2213     for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {/* Calc functional dependencies        */
2214         Cell pi = hd(ps);
2215         Cell c  = getHead(pi);
2216         if (isClass(c)) {
2217             List xfs = cclass(c).xfds;
2218             for (; nonNull(xfs); xfs=tl(xfs)) {
2219                 List fs = snd(hd(xfs));
2220                 for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
2221                     fds = cons(pair(otvars(pi,fst(hd(fs))),
2222                                     otvars(pi,snd(hd(fs)))),fds);
2223                 }
2224             }
2225         }
2226 #if IPARAM
2227         else if (isIP(c)) {
2228             fds = cons(pair(NIL,offsetTyvarsIn(arg(pi),NIL)),fds);
2229         }
2230 #endif
2231     }
2232     return fds;
2233 }
2234
2235 List calcFunDepsPreds(ps)
2236 List ps; {
2237     List fds  = NIL;
2238     for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {/* Calc functional dependencies        */
2239         Cell pi3 = hd(ps);
2240         Cell pi = fst3(pi3);
2241         Cell c  = getHead(pi);
2242         Int o = intOf(snd3(pi3));
2243         if (isClass(c)) {
2244             List xfs = cclass(c).xfds;
2245             for (; nonNull(xfs); xfs=tl(xfs)) {
2246                 List fs = snd(hd(xfs));
2247                 for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
2248                     fds = cons(pair(otvarsZonk(pi,fst(hd(fs)),o),
2249                                     otvarsZonk(pi,snd(hd(fs)),o)),fds);
2250                 }
2251             }
2252         }
2253 #if IPARAM
2254         else if (isIP(c)) {
2255             fds = cons(pair(NIL,zonkTyvarsIn(arg(pi),NIL)),fds);
2256         }
2257 #endif
2258     }
2259     return fds;
2260 }
2261
2262 Void ambigError(line,where,e,type)      /* produce error message for       */
2263 Int    line;                            /* ambiguity                       */
2264 String where;
2265 Cell   e;
2266 Type   type; {
2267     ERRMSG(line) "Ambiguous type signature in %s", where ETHEN
2268     ERRTEXT      "\n*** ambiguous type : " ETHEN ERRTYPE(type);
2269     if (nonNull(e)) {
2270         ERRTEXT  "\n*** assigned to    : " ETHEN ERREXPR(e);
2271     }
2272     ERRTEXT      "\n"
2273     EEND;
2274 }
2275
2276 /* --------------------------------------------------------------------------
2277  * Kind inference for simple types:
2278  * ------------------------------------------------------------------------*/
2279
2280 static Void local kindConstr(line,alpha,m,c)
2281 Int  line;                              /* Determine kind of constructor   */
2282 Int  alpha;
2283 Int  m;
2284 Cell c; {
2285     Cell h = getHead(c);
2286     Int  n = argCount;
2287
2288 #ifdef DEBUG_KINDS
2289     Printf("kindConstr: alpha=%d, m=%d, c=",alpha,m);
2290     printType(stdout,c);
2291     Printf("\n");
2292 #endif
2293
2294     switch (whatIs(h)) {
2295         case POLYTYPE : if (n!=0) {
2296                             internal("kindConstr1");
2297                         } else {
2298                             static String pt = "polymorphic type";
2299                             Type  t  = dropRank1(c,alpha,m);
2300                             Kinds ks = polySigOf(t);
2301                             Int   m1 = 0;
2302                             Int   beta;
2303                             for (; isAp(ks); ks=tl(ks)) {
2304                                 m1++;
2305                             }
2306                             beta        = newKindvars(m1);
2307                             unkindTypes = cons(pair(mkInt(beta),t),unkindTypes);
2308                             checkKind(line,beta,m1,monotypeOf(t),NIL,pt,STAR,0);
2309                         }
2310                         return;
2311
2312         case CDICTS   :
2313         case QUAL     : if (n!=0) {
2314                             internal("kindConstr2");
2315                         }
2316                         map3Proc(kindPred,line,alpha,m,fst(snd(c)));
2317                         kindConstr(line,alpha,m,snd(snd(c)));
2318                         return;
2319
2320         case EXIST    :
2321         case RANK2    : kindConstr(line,alpha,m,snd(snd(c)));
2322                         return;
2323
2324 #if TREX
2325         case EXT      : if (n!=2) {
2326                             ERRMSG(line)
2327                                 "Illegal use of row in " ETHEN ERRTYPE(c);
2328                             ERRTEXT "\n"
2329                             EEND;
2330                         }
2331                         break;
2332 #endif
2333
2334         case TYCON    : if (isSynonym(h) && n<tycon(h).arity) {
2335                             ERRMSG(line)
2336                               "Not enough arguments for type synonym \"%s\"",
2337                               textToStr(tycon(h).text)
2338                             EEND;
2339                         }
2340                         break;
2341     }
2342
2343     if (n==0) {                         /* trivial case, no arguments      */
2344         typeIs = kindAtom(alpha,c);
2345     } else {                            /* non-trivial application         */
2346         static String app = "constructor application";
2347         Cell   a = c;
2348         Int    i;
2349         Kind   k;
2350         Int    beta;
2351
2352         varKind(n);
2353         beta   = typeOff;
2354         k      = typeIs;
2355
2356         typeIs = kindAtom(alpha,h);     /* h  :: v1 -> ... -> vn -> w      */
2357         shouldKind(line,h,c,app,k,beta);
2358
2359         for (i=n; i>0; --i) {           /* ci :: vi for each 1 <- 1..n     */
2360             checkKind(line,alpha,m,arg(a),c,app,aVar,beta+i-1);
2361             a = fun(a);
2362         }
2363         tyvarType(beta+n);              /* inferred kind is w              */
2364     }
2365 }
2366
2367 static Kind local kindAtom(alpha,c)     /* Find kind of atomic constructor */
2368 Int  alpha;
2369 Cell c; {
2370     switch (whatIs(c)) {
2371         case TUPLE     : return simpleKind(tupleOf(c)); /*(,)::* -> * -> * */
2372         case OFFSET    : return mkInt(alpha+offsetOf(c));
2373         case TYCON     : return tycon(c).kind;
2374         case INTCELL   : return c;
2375         case VARIDCELL :
2376         case VAROPCELL : {   Cell vt = findBtyvs(textOf(c));
2377                              if (nonNull(vt)) {
2378                                  return snd(vt);
2379                              }
2380                          }
2381 #if TREX
2382         case EXT       : return extKind;
2383 #endif
2384     }
2385 #if DEBUG_KINDS
2386     Printf("kindAtom(%d,whatIs(%d)) on ",alpha,whatIs(c));
2387     printType(stdout,c);
2388     Printf("\n");
2389 #endif
2390     internal("kindAtom");
2391     return STAR;/* not reached */
2392 }
2393
2394 static Void local kindPred(l,alpha,m,pi)/* Check kinds of arguments in pred*/
2395 Int  l;
2396 Int  alpha;
2397 Int  m;
2398 Cell pi; {
2399 #if TREX
2400     if (isAp(pi) && isExt(fun(pi))) {
2401         static String lackspred = "lacks predicate";
2402         checkKind(l,alpha,m,arg(pi),NIL,lackspred,ROW,0);
2403         return;
2404     }
2405 #endif
2406 #if IPARAM
2407     if (isAp(pi) && whatIs(fun(pi)) == IPCELL) {
2408         static String ippred = "iparam predicate";
2409         checkKind(l,alpha,m,arg(pi),NIL,ippred,STAR,0);
2410         return;
2411     }
2412 #endif
2413     {   static String predicate = "class constraint";
2414         Class c  = getHead(pi);
2415         List  as = getArgs(pi);
2416         Kinds ks = cclass(c).kinds;
2417
2418         while (nonNull(ks)) {
2419             checkKind(l,alpha,m,hd(as),NIL,predicate,hd(ks),0);
2420             ks = tl(ks);
2421             as = tl(as);
2422         }
2423     }
2424 }
2425
2426 static Void local kindType(line,wh,type)/* check that (poss qualified) type*/
2427 Int    line;                            /* is well-kinded                  */
2428 String wh;
2429 Type   type; {
2430     checkKind(line,0,0,type,NIL,wh,STAR,0);
2431 }
2432
2433 static Void local fixKinds() {          /* add kind annotations to types   */
2434     for (; nonNull(unkindTypes); unkindTypes=tl(unkindTypes)) {
2435         Pair pr   = hd(unkindTypes);
2436         Int  beta = intOf(fst(pr));
2437         Cell qts  = polySigOf(snd(pr));
2438         for (;;) {
2439             if (isNull(hd(qts))) {
2440                 hd(qts) = copyKindvar(beta++);
2441             } else {
2442                 internal("fixKinds");
2443             }
2444             if (nonNull(tl(qts))) {
2445                 qts = tl(qts);
2446             } else {
2447                 tl(qts) = STAR;
2448                 break;
2449             }
2450         }
2451 #ifdef DEBUG_KINDS
2452         Printf("Type expression: ");
2453         printType(stdout,snd(pr));
2454         Printf(" :: ");
2455         printKind(stdout,polySigOf(snd(pr)));
2456         Printf("\n");
2457 #endif
2458     }
2459 }
2460
2461 /* --------------------------------------------------------------------------
2462  * Kind checking of groups of type constructors and classes:
2463  * ------------------------------------------------------------------------*/
2464
2465 static Void local kindTCGroup(tcs)      /* find kinds for mutually rec. gp */
2466 List tcs; {                             /* of tycons and classes           */
2467     emptySubstitution();
2468     unkindTypes = NIL;
2469     mapProc(initTCKind,tcs);
2470     mapProc(kindTC,tcs);
2471     mapProc(genTC,tcs);
2472     fixKinds();
2473     emptySubstitution();
2474 }
2475
2476 static Void local initTCKind(c)         /* build initial kind/arity for c  */
2477 Cell c; {
2478     if (isTycon(c)) {                   /* Initial kind of tycon is:       */
2479         Int beta = newKindvars(1);      /*    v1 -> ... -> vn -> vn+1      */
2480         varKind(tycon(c).arity);        /* where n is the arity of c.      */
2481         bindTv(beta,typeIs,typeOff);    /* For data definitions, vn+1 == * */
2482         switch (whatIs(tycon(c).what)) {
2483             case NEWTYPE  :
2484             case DATATYPE : bindTv(typeOff+tycon(c).arity,STAR,0);
2485         }
2486         tycon(c).kind = mkInt(beta);
2487     } else {
2488         Int n    = cclass(c).arity;
2489         Int beta = newKindvars(n);
2490         cclass(c).kinds = NIL;
2491         while (n>0) {
2492             n--;
2493             cclass(c).kinds = pair(mkInt(beta+n),cclass(c).kinds);
2494         }
2495     }
2496 }
2497
2498 static Void local kindTC(c)             /* check each part of a tycon/class*/
2499 Cell c; {                               /* is well-kinded                  */
2500     if (isTycon(c)) {
2501         static String cfun = "constructor function";
2502         static String tsyn = "synonym definition";
2503         Int line = tycon(c).line;
2504         Int beta = tyvar(intOf(tycon(c).kind))->offs;
2505         Int m    = tycon(c).arity;
2506         switch (whatIs(tycon(c).what)) {
2507             case NEWTYPE     :
2508             case DATATYPE    : {   List cs = tycon(c).defn;
2509                                    if (isQualType(cs)) {
2510                                        map3Proc(kindPred,line,beta,m,
2511                                                                 fst(snd(cs)));
2512                                        tycon(c).defn = cs = snd(snd(cs));
2513                                    }
2514                                    for (; hasCfun(cs); cs=tl(cs)) {
2515                                        kindType(line,cfun,name(hd(cs)).type);
2516                                    }
2517                                    break;
2518                                }
2519
2520             default          : checkKind(line,beta,m,tycon(c).defn,NIL,
2521                                                         tsyn,aVar,beta+m);
2522         }
2523     }
2524     else {                              /* scan type exprs in class defn to*/
2525         List ms   = fst(cclass(c).members);
2526         Int  m    = cclass(c).arity;    /* determine the class signature   */
2527         Int  beta = newKindvars(m);
2528         kindPred(cclass(c).line,beta,m,cclass(c).head);
2529         map3Proc(kindPred,cclass(c).line,beta,m,cclass(c).supers);
2530         for (; nonNull(ms); ms=tl(ms)) {
2531             Int  line = intOf(fst3(hd(ms)));
2532             Type type = thd3(hd(ms));
2533             kindType(line,"member function type signature",type);
2534         }
2535     }
2536 }
2537
2538 static Void local genTC(c)              /* generalise kind inferred for    */
2539 Cell c; {                               /* given tycon/class               */
2540     if (isTycon(c)) {
2541         tycon(c).kind = copyKindvar(intOf(tycon(c).kind));
2542 #ifdef DEBUG_KINDS
2543         Printf("%s :: ",textToStr(tycon(c).text));
2544         printKind(stdout,tycon(c).kind);
2545         Putchar('\n');
2546 #endif
2547     } else {
2548         Kinds ks = cclass(c).kinds;
2549         for (; nonNull(ks); ks=tl(ks)) {
2550             hd(ks) = copyKindvar(intOf(hd(ks)));
2551         }
2552 #ifdef DEBUG_KINDS
2553         Printf("%s :: ",textToStr(cclass(c).text));
2554         printKinds(stdout,cclass(c).kinds);
2555         Putchar('\n');
2556 #endif
2557     }
2558 }
2559
2560 /* --------------------------------------------------------------------------
2561  * Static analysis of instance declarations:
2562  *
2563  * The first part of the static analysis is performed as the declarations
2564  * are read during parsing:
2565  * - make new entry in instance table
2566  * - record line number of declaration
2567  * - build list of instances defined in current script for use in later
2568  *   stages of static analysis.
2569  * ------------------------------------------------------------------------*/
2570
2571 Void instDefn(line,head,ms)            /* process new instance definition  */
2572 Int  line;                             /* definition line number           */
2573 Cell head;                             /* inst header :: (context,Class)   */
2574 List ms; {                             /* instance members                 */
2575     Inst nw             = newInst();
2576     inst(nw).line       = line;
2577     inst(nw).specifics  = fst(head);
2578     inst(nw).head       = snd(head);
2579     inst(nw).implements = ms;
2580     instDefns           = cons(nw,instDefns);
2581 }
2582
2583 /* --------------------------------------------------------------------------
2584  * Further static analysis of instance declarations:
2585  *
2586  * Makes the following checks:
2587  * - Class part of header has form C (T a1 ... an) where C is a known
2588  *   class, and T is a known datatype constructor (or restricted synonym),
2589  *   and there is no previous C-T instance, and (T a1 ... an) has a kind
2590  *   appropriate for the class C.
2591  * - Each element of context is a valid class expression, with type vars
2592  *   drawn from a1, ..., an.
2593  * - All bindings are function bindings
2594  * - All bindings define member functions for class C
2595  * - Arrange bindings into appropriate order for member list
2596  * - No top level type signature declarations
2597  * ------------------------------------------------------------------------*/
2598
2599 Bool allowOverlap = FALSE;              /* TRUE => allow overlapping insts */
2600 Name nameListMonad = NIL;               /* builder function for List Monad */
2601
2602 static Void local checkInstDefn(in)     /* Validate instance declaration   */
2603 Inst in; {
2604     Int  line   = inst(in).line;
2605     List tyvars = typeVarsIn(inst(in).head,NIL,NIL,NIL);
2606     List tvps = NIL, tvts = NIL;
2607     List fds = NIL;
2608
2609     if (haskell98) {                    /* Check for `simple' type         */
2610         List tvs = NIL;
2611         Cell t   = arg(inst(in).head);
2612         for (; isAp(t); t=fun(t)) {
2613             if (!isVar(arg(t))) {
2614                 ERRMSG(line)
2615                    "syntax error in instance head (variable expected)"
2616                 EEND;
2617             }
2618             if (varIsMember(textOf(arg(t)),tvs)) {
2619                 ERRMSG(line) "repeated type variable \"%s\" in instance head",
2620                              textToStr(textOf(arg(t)))
2621                 EEND;
2622             }
2623             tvs = cons(arg(t),tvs);
2624         }
2625         if (isVar(t)) {
2626             ERRMSG(line)
2627                 "syntax error in instance head (constructor expected)"
2628             EEND;
2629         }
2630     }
2631
2632     /* add in the tyvars from the `specifics' so that we don't
2633        prematurely complain about undefined tyvars */
2634     tyvars = typeVarsIn(inst(in).specifics,NIL,NIL,tyvars);
2635     inst(in).head = depPredExp(line,tyvars,inst(in).head);
2636
2637     if (haskell98) {
2638         Type h = getHead(arg(inst(in).head));
2639         if (isSynonym(h)) {
2640             ERRMSG(line) "Cannot use type synonym in instance head"
2641             EEND;
2642         }
2643     }
2644
2645     map2Over(depPredExp,line,tyvars,inst(in).specifics);
2646
2647     /* OK, now we start over, and test for ambiguity */
2648     tvts = offsetTyvarsIn(inst(in).head,NIL);
2649     tvps = offsetTyvarsIn(inst(in).specifics,NIL);
2650     fds  = calcFunDeps(inst(in).specifics);
2651     tvts = oclose(fds,tvts);
2652     tvts = odiff(tvps,tvts);
2653     if (!isNull(tvts)) {
2654         ERRMSG(line) "Undefined type variable \"%s\"",
2655           textToStr(textOf(nth(offsetOf(hd(tvts)),tyvars)))
2656         EEND;
2657     }
2658
2659     h98CheckCtxt(line,"instance definition",FALSE,inst(in).specifics,NIL);
2660     inst(in).numSpecifics = length(inst(in).specifics);
2661     inst(in).c            = getHead(inst(in).head);
2662     if (!isClass(inst(in).c)) {
2663         ERRMSG(line) "Illegal predicate in instance declaration"
2664         EEND;
2665     }
2666
2667     if (nonNull(cclass(inst(in).c).fds)) {
2668         List fds = cclass(inst(in).c).fds;
2669         for (; nonNull(fds); fds=tl(fds)) {
2670             List as = otvars(inst(in).head, fst(hd(fds)));
2671             List bs = otvars(inst(in).head, snd(hd(fds)));
2672             List fs = calcFunDeps(inst(in).specifics);
2673             as = oclose(fs,as);
2674             if (!osubset(bs,as)) {
2675                 ERRMSG(inst(in).line)
2676                    "Instance is more general than a dependency allows"
2677                 ETHEN
2678                 ERRTEXT "\n*** Instance         : "
2679                 ETHEN ERRPRED(inst(in).head);
2680                 ERRTEXT "\n*** For class        : "
2681                 ETHEN ERRPRED(cclass(inst(in).c).head);
2682                 ERRTEXT "\n*** Under dependency : "
2683                 ETHEN ERRFD(hd(fds));
2684                 ERRTEXT "\n"
2685                 EEND;
2686             }
2687         }
2688     }
2689
2690     kindInst(in,length(tyvars));
2691     insertInst(in);
2692
2693     if (nonNull(extractSigdecls(inst(in).implements))) {
2694         ERRMSG(line)
2695           "Type signature declarations not permitted in instance declaration"
2696         EEND;
2697     }
2698     if (nonNull(extractFixdecls(inst(in).implements))) {
2699         ERRMSG(line)
2700           "Fixity declarations not permitted in instance declaration"
2701         EEND;
2702     }
2703     inst(in).implements = classBindings("instance",
2704                                         inst(in).c,
2705                                         extractBindings(inst(in).implements));
2706     inst(in).builder    = newInstImp(in);
2707     if (!preludeLoaded && isNull(nameListMonad) && isAp(inst(in).head)
2708         && fun(inst(in).head)==classMonad && arg(inst(in).head)==typeList) {
2709         nameListMonad = inst(in).builder;
2710     }
2711 }
2712
2713 static Void local insertInst(in)        /* Insert instance into class      */
2714 Inst in; {
2715     Class c    = inst(in).c;
2716     List  ins  = cclass(c).instances;
2717     List  prev = NIL;
2718
2719     if (nonNull(cclass(c).fds)) {       /* Check for conflicts with fds    */
2720         List ins1 = cclass(c).instances;
2721         for (; nonNull(ins1); ins1=tl(ins1)) {
2722             List fds = cclass(c).fds;
2723             substitution(RESET);
2724             for (; nonNull(fds); fds=tl(fds)) {
2725                 Int  alpha = newKindedVars(inst(in).kinds);
2726                 Int  beta  = newKindedVars(inst(hd(ins1)).kinds);
2727                 List as    = fst(hd(fds));
2728                 Bool same  = TRUE;
2729                 for (; same && nonNull(as); as=tl(as)) {
2730                     Int n = offsetOf(hd(as));
2731                     same &= unify(nthArg(n,inst(in).head),alpha,
2732                                   nthArg(n,inst(hd(ins1)).head),beta);
2733                 }
2734                 if (isNull(as) && same) {
2735                     for (as=snd(hd(fds)); same && nonNull(as); as=tl(as)) {
2736                         Int n = offsetOf(hd(as));
2737                         same &= sameType(nthArg(n,inst(in).head),alpha,
2738                                          nthArg(n,inst(hd(ins1)).head),beta);
2739                     }
2740                     if (!same) {
2741                         ERRMSG(inst(in).line)
2742                            "Instances are not consistent with dependencies"
2743                         ETHEN
2744                         ERRTEXT "\n*** This instance    : "
2745                         ETHEN ERRPRED(inst(in).head);
2746                         ERRTEXT "\n*** Conflicts with   : "
2747                         ETHEN ERRPRED(inst(hd(ins)).head);
2748                         ERRTEXT "\n*** For class        : "
2749                         ETHEN ERRPRED(cclass(c).head);
2750                         ERRTEXT "\n*** Under dependency : "
2751                         ETHEN ERRFD(hd(fds));
2752                         ERRTEXT "\n"
2753                         EEND;
2754                     }
2755                 }
2756             }
2757         }
2758     }
2759
2760
2761     substitution(RESET);
2762     while (nonNull(ins)) {              /* Look for overlap w/ other insts */
2763         Int alpha = newKindedVars(inst(in).kinds);
2764         Int beta  = newKindedVars(inst(hd(ins)).kinds);
2765         if (unifyPred(inst(in).head,alpha,inst(hd(ins)).head,beta)) {
2766             Cell pi  = copyPred(inst(in).head,alpha);
2767             if (allowOverlap && !haskell98) {
2768                 Bool bef = instCompare(in,hd(ins));
2769                 Bool aft = instCompare(hd(ins),in);
2770                 if (bef && !aft) {      /* in comes strictly before hd(ins)*/
2771                     break;
2772                 }
2773                 if (aft && !bef) {      /* in comes strictly after hd(ins) */
2774                     prev = ins;
2775                     ins  = tl(ins);
2776                     continue;
2777                 }
2778             }
2779 #if MULTI_INST
2780             if (multiInstRes && nonNull(inst(in).specifics)) {
2781                 break;
2782             } else {
2783 #endif
2784             ERRMSG(inst(in).line) "Overlapping instances for class \"%s\"",
2785                                   textToStr(cclass(c).text)
2786             ETHEN
2787             ERRTEXT "\n*** This instance   : " ETHEN ERRPRED(inst(in).head);
2788             ERRTEXT "\n*** Overlaps with   : " ETHEN
2789                                                ERRPRED(inst(hd(ins)).head);
2790             ERRTEXT "\n*** Common instance : " ETHEN
2791                                                ERRPRED(pi);
2792             ERRTEXT "\n"
2793             EEND;
2794         }
2795 #if MULTI_INST
2796             }
2797 #endif
2798         prev = ins;                     /* No overlap detected, so move on */
2799         ins  = tl(ins);                 /* to next instance                */
2800     }
2801     substitution(RESET);
2802
2803     if (nonNull(prev)) {                /* Insert instance at this point   */
2804         tl(prev) = cons(in,ins);
2805     } else {
2806         cclass(c).instances = cons(in,ins);
2807     }
2808 }
2809
2810 static Bool local instCompare(ia,ib)    /* See if ia is an instance of ib  */
2811 Inst ia, ib;{
2812     Int alpha = newKindedVars(inst(ia).kinds);
2813     Int beta  = newKindedVars(inst(ib).kinds);
2814     return matchPred(inst(ia).head,alpha,inst(ib).head,beta);
2815 }
2816
2817 static Name local newInstImp(in)        /* Make definition for inst builder*/
2818 Inst in; {
2819     Name b         = newName(inventText(),in);
2820     name(b).line   = inst(in).line;
2821     name(b).arity  = inst(in).numSpecifics;
2822     name(b).number = DFUNNAME;
2823     return b;
2824 }
2825
2826 /* --------------------------------------------------------------------------
2827  * Kind checking of instance declaration headers:
2828  * ------------------------------------------------------------------------*/
2829
2830 static Void local kindInst(in,freedom)  /* check predicates in instance    */
2831 Inst in;
2832 Int  freedom; {
2833     Int beta;
2834
2835     emptySubstitution();
2836     beta = newKindvars(freedom);
2837     kindPred(inst(in).line,beta,freedom,inst(in).head);
2838     if (whatIs(inst(in).specifics)!=DERIVE) {
2839         map3Proc(kindPred,inst(in).line,beta,freedom,inst(in).specifics);
2840     }
2841     for (inst(in).kinds = NIL; 0<freedom--; ) {
2842         inst(in).kinds = cons(copyKindvar(beta+freedom),inst(in).kinds);
2843     }
2844 #ifdef DEBUG_KINDS
2845     Printf("instance ");
2846     printPred(stdout,inst(in).head);
2847     Printf(" :: ");
2848     printKinds(stdout,inst(in).kinds);
2849     Putchar('\n');
2850 #endif
2851     emptySubstitution();
2852 }
2853
2854 /* --------------------------------------------------------------------------
2855  * Process derived instance requests:
2856  * ------------------------------------------------------------------------*/
2857
2858 static List derivedInsts;               /* list of derived instances       */
2859
2860 static Void local checkDerive(t,p,ts,ct)/* verify derived instance request */
2861 Tycon t;                                /* for tycon t, with explicit      */
2862 List  p;                                /* context p, component types ts   */
2863 List  ts;                               /* and named class ct              */
2864 Cell  ct; {
2865     Int   line = tycon(t).line;
2866     Class c    = findQualClass(ct);
2867     if (isNull(c)) {
2868         ERRMSG(line) "Unknown class \"%s\" in derived instance",
2869                      identToStr(ct)
2870         EEND;
2871     }
2872     addDerInst(line,c,p,dupList(ts),t,tycon(t).arity);
2873 }
2874
2875 static Void local addDerInst(line,c,p,cts,t,a)  /* Add a derived instance  */
2876 Int   line;
2877 Class c;
2878 List  p, cts;
2879 Type  t;
2880 Int   a; {
2881     Inst in;
2882     Cell head = t;                              /* Build instance head     */
2883     Int  i    = 0;
2884
2885     for (; i<a; i++) {
2886         head = ap(head,mkOffset(i));
2887     }
2888     head = ap(c,head);
2889
2890     in                  = newInst();
2891     inst(in).c          = c;
2892     inst(in).line       = line;
2893     inst(in).head       = head;
2894     inst(in).specifics  = ap(DERIVE,pair(dupList(p),cts));
2895     inst(in).implements = NIL;
2896     inst(in).kinds      = mkInt(a);
2897     derivedInsts        = cons(in,derivedInsts);
2898 }
2899
2900 Void addTupInst(c,n)                    /* Request derived instance of c   */
2901 Class c;                                /* for mkTuple(n) constructor      */
2902 Int   n; {
2903     Int  m   = n;
2904     List cts = NIL;
2905     while (0<m--) {
2906         cts = cons(mkOffset(m),cts);
2907     }
2908     cts = rev(cts);
2909     addDerInst(0,c,NIL,cts,mkTuple(n),n);
2910 }
2911
2912 #if TREX
2913 Inst addRecShowInst(c,e)                /* Generate instance for ShowRecRow*/
2914 Class c;                                /* c *must* be ShowRecRow          */
2915 Ext   e; {
2916     Inst in               = newInst();
2917     inst(in).c            = c;
2918     inst(in).head         = ap(c,ap2(e,aVar,bVar));
2919     inst(in).kinds        = extKind;
2920     inst(in).specifics    = cons(ap(classShow,aVar),
2921                                  cons(ap(e,bVar),
2922                                       cons(ap(c,bVar),NIL)));
2923     inst(in).numSpecifics = 3;
2924     inst(in).builder      = implementRecShw(extText(e),in);
2925     cclass(c).instances   = appendOnto(cclass(c).instances,singleton(in));
2926     return in;
2927 }
2928
2929 Inst addRecEqInst(c,e)                  /* Generate instance for EqRecRow  */
2930 Class c;                                /* c *must* be EqRecRow            */
2931 Ext   e; {
2932     Inst in               = newInst();
2933     inst(in).c            = c;
2934     inst(in).head         = ap(c,ap2(e,aVar,bVar));
2935     inst(in).kinds        = extKind;
2936     inst(in).specifics    = cons(ap(classEq,aVar),
2937                                  cons(ap(e,bVar),
2938                                       cons(ap(c,bVar),NIL)));
2939     inst(in).numSpecifics = 3;
2940     inst(in).builder      = implementRecEq(extText(e),in);
2941     cclass(c).instances   = appendOnto(cclass(c).instances,singleton(in));
2942     return in;
2943 }
2944 #endif
2945
2946 /* --------------------------------------------------------------------------
2947  * Calculation of contexts for derived instances:
2948  *
2949  * Allowing arbitrary types to appear in contexts makes it rather harder
2950  * to decide what the context for a derived instance should be.  For
2951  * example, given:
2952  *
2953  *    data T a = MkT [a] deriving Show,
2954  *
2955  * we could have either of the following:
2956  *
2957  *    instance (Show [a]) => Show (T a) where ...
2958  *    instance (Show a) => Show (T a) where ...
2959  *
2960  * (assuming, of course, that instance (Show a) => Show [a]).  For now, we
2961  * choose to reduce contexts in the hope of detecting errors at an earlier
2962  * stage---in contrast with value definitions, there is no way for a user
2963  * to provide something analogous to a `type signature' by which they might
2964  * be able to control this behaviour themselves.  We eliminate tautological
2965  * predicates, but only allow predicates to appear in the final result if
2966  * they have at least one argument with a variable at its head.
2967  *
2968  * In general, we have to deal with mutually recursive instance declarations.
2969  * We find a solution in the obvious way by iterating to find a fixed point.
2970  * Of course, without restrictions on the form of instance declarations, we
2971  * cannot be sure that this will always terminate!
2972  *
2973  * For each instance we maintain a pair of the form DERIVE (ctxt,ps).
2974  * Ctxt is a list giving the parts of the context that have been produced
2975  * so far in the form of predicate skeletons.  During the calculation of
2976  * derived instances, we attach a dummy NIL value to the end of the list
2977  * which acts as a kind of `variable': other parts of the system maintain
2978  * pointers to this variable, and use it to detect when the context has
2979  * been extended with new elements.  Meanwhile, ps is a list containing
2980  * predicates (pi,o) together with (delayed) substitutions of the form
2981  * (o,xs) where o is an offset and xs is one of the context variables
2982  * described above, which may have been partially instantiated.
2983  * ------------------------------------------------------------------------*/
2984
2985 static Bool instsChanged;
2986
2987 static Void local deriveContexts(is)    /* Calc contexts for derived insts */
2988 List is; {
2989     emptySubstitution();
2990     mapProc(initDerInst,is);            /* Prepare derived instances       */
2991
2992     do {                                /* Main calculation of contexts    */
2993         instsChanged = FALSE;
2994         mapProc(calcInstPreds,is);
2995     } while (instsChanged);
2996
2997     mapProc(tidyDerInst,is);            /* Tidy up results                 */
2998 }
2999
3000 static Void local initDerInst(in)       /* Prepare instance for calculation*/
3001 Inst in; {                              /* of derived instance context     */
3002     Cell spcs = inst(in).specifics;
3003     Int  beta = newKindedVars(inst(in).kinds);
3004     if (whatIs(spcs)!=DERIVE) {
3005         internal("initDerInst");
3006     }
3007     fst(snd(spcs)) = appendOnto(fst(snd(spcs)),singleton(NIL));
3008     for (spcs=snd(snd(spcs)); nonNull(spcs); spcs=tl(spcs)) {
3009         hd(spcs) = ap2(inst(in).c,hd(spcs),mkInt(beta));
3010     }
3011     inst(in).numSpecifics = beta;
3012
3013 #ifdef DEBUG_DERIVING
3014     Printf("initDerInst: ");
3015     printPred(stdout,inst(in).head);
3016     Printf("\n");
3017     printContext(stdout,snd(snd(inst(in).specifics)));
3018     Printf("\n");
3019 #endif
3020 }
3021
3022 static Void local calcInstPreds(in)     /* Calculate next approximation    */
3023 Inst in; {                              /* of the context for a derived    */
3024     List retain = NIL;                  /* instance                        */
3025     List ps     = snd(snd(inst(in).specifics));
3026     List spcs   = fst(snd(inst(in).specifics));
3027     Int  beta   = inst(in).numSpecifics;
3028     Int  its    = 1;
3029     Int  factor = 1+length(ps);
3030
3031 #ifdef DEBUG_DERIVING
3032     Printf("calcInstPreds: ");
3033     printPred(stdout,inst(in).head);
3034     Printf("\n");
3035 #endif
3036
3037     while (nonNull(ps)) {
3038         Cell p = hd(ps);
3039         ps     = tl(ps);
3040         if (its++ >= factor*cutoff) {
3041             Cell bpi = inst(in).head;
3042             ERRMSG(inst(in).line) "\n*** Cannot derive " ETHEN ERRPRED(bpi);
3043             ERRTEXT " after %d iterations.", its-1   ETHEN
3044             ERRTEXT
3045                 "\n*** This may indicate that the problem is undecidable.  However,\n"
3046             ETHEN ERRTEXT
3047                 "*** you may still try to increase the cutoff limit using the -c\n"
3048             ETHEN ERRTEXT
3049                 "*** option and then try again.  (The current setting is -c%d)\n",
3050                 cutoff
3051             EEND;
3052         }
3053         if (isInt(fst(p))) {                    /* Delayed substitution?   */
3054             List qs = snd(p);
3055             for (; nonNull(hd(qs)); qs=tl(qs)) {
3056                 ps = cons(pair(hd(qs),fst(p)),ps);
3057             }
3058             retain = cons(pair(fst(p),qs),retain);
3059         }
3060 #if TREX
3061         else if (isExt(fun(fst(p)))) {          /* Lacks predicate         */
3062             Text   l = extText(fun(fst(p)));
3063             Type   t = arg(fst(p));
3064             Int    o = intOf(snd(p));
3065             Type   h;
3066             Tyvar *tyv;
3067
3068             deRef(tyv,t,o);
3069             h = getDerefHead(t,o);
3070             while (isExt(h) && argCount==2 && l!=extText(h)) {
3071                 t = arg(t);
3072                 deRef(tyv,t,o);
3073                 h = getDerefHead(t,o);
3074             }
3075             if (argCount==0 && isOffset(h)) {
3076                 maybeAddPred(ap(fun(fun(p)),h),o,beta,spcs);
3077             } else if (argCount!=0 || h!=typeNoRow) {
3078                 Cell bpi = inst(in).head;
3079                 Cell pi  = copyPred(fun(p),intOf(snd(p)));
3080                 ERRMSG(inst(in).line) "Cannot derive " ETHEN ERRPRED(bpi);
3081                 ERRTEXT " because predicate " ETHEN ERRPRED(pi);
3082                 ERRTEXT " does not hold\n"
3083                 EEND;
3084             }
3085         }
3086 #endif
3087         else {                                  /* Class predicate         */
3088             Cell pi  = fst(p);
3089             Int  o   = intOf(snd(p));
3090             Inst in1 = findInstFor(pi,o);
3091             if (nonNull(in1)) {
3092                 List qs  = inst(in1).specifics;
3093                 Int  off = mkInt(typeOff);
3094                 if (whatIs(qs)==DERIVE) {       /* Still being derived     */
3095                     for (qs=fst(snd(qs)); nonNull(hd(qs)); qs=tl(qs)) {
3096                         ps = cons(pair(hd(qs),off),ps);
3097                     }
3098                     retain = cons(pair(off,qs),retain);
3099                 } else {                        /* Previously def'd inst   */
3100                     for (; nonNull(qs); qs=tl(qs)) {
3101                         ps = cons(pair(hd(qs),off),ps);
3102                     }
3103                 }
3104             } else {                            /* No matching instance    */
3105                 Cell qi = pi;
3106                 while (isAp(qi) && isOffset(getDerefHead(arg(qi),o))) {
3107                     qi = fun(qi);
3108                 }
3109                 if (isAp(qi)) {
3110                     Cell bpi = inst(in).head;
3111                     pi       = copyPred(pi,o);
3112                     ERRMSG(inst(in).line) "An instance of " ETHEN ERRPRED(pi);
3113                     ERRTEXT " is required to derive "       ETHEN ERRPRED(bpi);
3114                     ERRTEXT "\n"
3115                     EEND;
3116                 } else {
3117                     maybeAddPred(pi,o,beta,spcs);
3118                 }
3119             }
3120         }
3121     }
3122     snd(snd(inst(in).specifics)) = retain;
3123 }
3124
3125 static Void local maybeAddPred(pi,o,beta,ps)
3126 Cell pi;                                /* Add predicate pi to the list ps,*/
3127 Int  o;                                 /* setting the instsChanged flag if*/
3128 Int  beta;                              /* pi is not already a member and  */
3129 List ps; {                              /* using beta to adjust vars       */
3130     Cell c = getHead(pi);
3131     for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {
3132         if (isNull(hd(ps))) {           /* reached the `dummy' end of list?*/
3133             hd(ps)       = copyAdj(pi,o,beta);
3134             tl(ps)       = pair(NIL,NIL);
3135             instsChanged = TRUE;
3136             return;
3137         } else if (c==getHead(hd(ps)) && samePred(pi,o,hd(ps),beta)) {
3138             return;
3139         }
3140     }
3141 }
3142
3143 static Cell local copyAdj(c,o,beta)     /* Copy (c,o), replacing vars with */
3144 Cell c;                                 /* offsets relative to beta.       */
3145 Int  o;
3146 Int  beta; {
3147     switch (whatIs(c)) {
3148         case AP     : {   Cell l = copyAdj(fst(c),o,beta);
3149                           Cell r = copyAdj(snd(c),o,beta);
3150                           return ap(l,r);
3151                       }
3152
3153         case OFFSET : {   Int   vn   = o+offsetOf(c);
3154                           Tyvar *tyv = tyvar(vn);
3155                           if (isBound(tyv)) {
3156                               return copyAdj(tyv->bound,tyv->offs,beta);
3157                           }
3158                           vn -= beta;
3159                           if (vn<0 || vn>=(OFF_MAX-OFF_MIN+1)) {
3160                               internal("copyAdj");
3161                           }
3162                           return mkOffset(vn);
3163                       }
3164     }
3165     return c;
3166 }
3167
3168 static Void local tidyDerInst(in)       /* Tidy up results of derived inst */
3169 Inst in; {                              /* calculations                    */
3170     Int  o  = inst(in).numSpecifics;
3171     List ps = tl(rev(fst(snd(inst(in).specifics))));
3172     clearMarks();
3173     copyPred(inst(in).head,o);
3174     inst(in).specifics    = simpleContext(ps,o);
3175     h98CheckCtxt(inst(in).line,"derived instance",FALSE,inst(in).specifics,in);
3176     inst(in).numSpecifics = length(inst(in).specifics);
3177
3178 #ifdef DEBUG_DERIVING
3179     Printf("Derived instance: ");
3180     printContext(stdout,inst(in).specifics);
3181     Printf(" ||- ");
3182     printPred(stdout,inst(in).head);
3183     Printf("\n");
3184 #endif
3185 }
3186
3187 /* --------------------------------------------------------------------------
3188  * Generate code for derived instances:
3189  * ------------------------------------------------------------------------*/
3190
3191 static Void local addDerivImp(in)
3192 Inst in; {
3193     List  imp = NIL;
3194     Type  t   = getHead(arg(inst(in).head));
3195     Class c   = inst(in).c;
3196     if (c==classEq) {
3197         imp = deriveEq(t);
3198     } else if (c==classOrd) {
3199         imp = deriveOrd(t);
3200     } else if (c==classEnum) {
3201         imp = deriveEnum(t);
3202     } else if (c==classIx) {
3203         imp = deriveIx(t);
3204     } else if (c==classShow) {
3205         imp = deriveShow(t);
3206     } else if (c==classRead) {
3207         imp = deriveRead(t);
3208     } else if (c==classBounded) {
3209         imp = deriveBounded(t);
3210     } else {
3211         ERRMSG(inst(in).line) "Cannot derive instances of class \"%s\"",
3212                               textToStr(cclass(inst(in).c).text)
3213         EEND;
3214     }
3215
3216     kindInst(in,intOf(inst(in).kinds));
3217     insertInst(in);
3218     inst(in).builder    = newInstImp(in);
3219     inst(in).implements = classBindings("derived instance",
3220                                         inst(in).c,
3221                                         imp);
3222 }
3223
3224
3225 /* --------------------------------------------------------------------------
3226  * Default definitions; only one default definition is permitted in a
3227  * given script file.  If no default is supplied, then a standard system
3228  * default will be used where necessary.
3229  * ------------------------------------------------------------------------*/
3230
3231 Void defaultDefn(line,defs)             /* Handle default types definition */
3232 Int  line;
3233 List defs; {
3234     if (defaultLine!=0) {
3235         ERRMSG(line) "Multiple default declarations are not permitted in" ETHEN
3236         ERRTEXT     "a single script file.\n"
3237         EEND;
3238     }
3239     defaultDefns = defs;
3240     defaultLine  = line;
3241 }
3242
3243 static Void local checkDefaultDefns() { /* check that default types are    */
3244     List ds = NIL;                      /* well-kinded instances of Num    */
3245
3246     if (defaultLine!=0) {
3247         map2Over(depTypeExp,defaultLine,NIL,defaultDefns);
3248         emptySubstitution();
3249         unkindTypes = NIL;
3250         map2Proc(kindType,defaultLine,"default type",defaultDefns);
3251         fixKinds();
3252         emptySubstitution();
3253         mapOver(fullExpand,defaultDefns);
3254     } else {
3255         defaultDefns = stdDefaults;
3256     }
3257
3258     if (isNull(classNum)) {
3259         classNum = findClass(findText("Num"));
3260     }
3261
3262     for (ds=defaultDefns; nonNull(ds); ds=tl(ds)) {
3263         if (isNull(provePred(NIL,NIL,ap(classNum,hd(ds))))) {
3264             ERRMSG(defaultLine)
3265                 "Default types must be instances of the Num class"
3266             EEND;
3267         }
3268     }
3269 }
3270
3271
3272 /* --------------------------------------------------------------------------
3273  * Foreign import declarations are Hugs' equivalent of GHC's ccall mechanism.
3274  * They are used to "import" C functions into a module.
3275  * They are usually not written by hand but, rather, generated automatically
3276  * by GreenCard, IDL compilers or whatever.  We support foreign import
3277  * (static) and foreign import dynamic.  In the latter case, extName==NIL.
3278  *
3279  * Foreign export declarations generate C wrappers for Hugs functions.
3280  * Hugs only provides "foreign export dynamic" because it's not obvious
3281  * what "foreign export static" would mean in an interactive setting.
3282  * ------------------------------------------------------------------------*/
3283
3284 Void foreignImport(line,callconv,extName,intName,type)
3285                                               /* Handle foreign imports    */
3286 Cell line;
3287 Text callconv;
3288 Pair extName;
3289 Cell intName;
3290 Cell type; {
3291     Text t = textOf(intName);
3292     Name n = findName(t);
3293     Int  l = intOf(line);
3294
3295     if (isNull(n)) {
3296         n = newName(t,NIL);
3297     } else if (name(n).defn!=PREDEFINED) {
3298         ERRMSG(l) "Redeclaration of foreign \"%s\"", textToStr(t)
3299         EEND;
3300     }
3301     name(n).line     = l;
3302     name(n).defn     = extName;
3303     name(n).type     = type;
3304     name(n).callconv = callconv;
3305     foreignImports   = cons(n,foreignImports);
3306 }
3307
3308 static Void local checkForeignImport(p)   /* Check foreign import          */
3309 Name p; {
3310     emptySubstitution();
3311     name(p).type = checkSigType(name(p).line,
3312                                 "foreign import declaration",
3313                                 p,
3314                                 name(p).type);
3315     /* We don't expand synonyms here because we don't want the IO
3316      * part to be expanded.
3317      * name(p).type = fullExpand(name(p).type);
3318      */
3319     implementForeignImport(p);
3320 }
3321
3322 Void foreignExport(line,callconv,extName,intName,type)
3323                                               /* Handle foreign exports    */
3324 Cell line;
3325 Text callconv;
3326 Cell extName;
3327 Cell intName;
3328 Cell type; {
3329     Text t = textOf(intName);
3330     Name n = findName(t);
3331     Int  l = intOf(line);
3332
3333     if (isNull(n)) {
3334         n = newName(t,NIL);
3335     } else if (name(n).defn!=PREDEFINED) {
3336         ERRMSG(l) "Redeclaration of foreign \"%s\"", textToStr(t)
3337         EEND;
3338     }
3339     name(n).line     = l;
3340     name(n).defn     = NIL;  /* nothing to say */
3341     name(n).type     = type;
3342     name(n).callconv = callconv;
3343     foreignExports   = cons(n,foreignExports);
3344 }
3345
3346 static Void local checkForeignExport(p)       /* Check foreign export      */
3347 Name p; {
3348     emptySubstitution();
3349     name(p).type = checkSigType(name(p).line,
3350                                 "foreign export declaration",
3351                                 p,
3352                                 name(p).type);
3353     implementForeignExport(p);
3354 }
3355
3356
3357
3358 /* --------------------------------------------------------------------------
3359  * Static analysis of patterns:
3360  *
3361  * Patterns are parsed as ordinary (atomic) expressions.  Static analysis
3362  * makes the following checks:
3363  *  - Patterns are well formed (according to pattern syntax), including the
3364  *    special case of (n+k) patterns.
3365  *  - All constructor functions have been defined and are used with the
3366  *    correct number of arguments.
3367  *  - No variable name is used more than once in a pattern.
3368  *
3369  * The list of pattern variables occuring in each pattern is accumulated in
3370  * a global list `patVars', which must be initialised to NIL at appropriate
3371  * points before using these routines to check for valid patterns.  This
3372  * mechanism enables the pattern checking routine to be mapped over a list
3373  * of patterns, ensuring that no variable occurs more than once in the
3374  * complete pattern list (as is required on the lhs of a function defn).
3375  * ------------------------------------------------------------------------*/
3376
3377 static List patVars;                   /* List of vars bound in pattern    */
3378
3379 static Cell local checkPat(line,p)     /* Check valid pattern syntax       */
3380 Int  line;
3381 Cell p; {
3382     switch (whatIs(p)) {
3383         case VARIDCELL :
3384         case VAROPCELL : addToPatVars(line,p);
3385                          break;
3386
3387         case INFIX     : return checkPat(line,tidyInfix(line,snd(p)));
3388
3389         case AP        : return checkMaybeCnkPat(line,p);
3390
3391         case NAME      :
3392         case QUALIDENT :
3393         case CONIDCELL :
3394         case CONOPCELL : return checkApPat(line,0,p);
3395
3396         case WILDCARD  :
3397         case STRCELL   :
3398         case CHARCELL  :
3399         case FLOATCELL : break;
3400         case INTCELL   : break;
3401
3402         case ASPAT     : addToPatVars(line,fst(snd(p)));
3403                          snd(snd(p)) = checkPat(line,snd(snd(p)));
3404                          break;
3405
3406         case LAZYPAT   : snd(p) = checkPat(line,snd(p));
3407                          break;
3408
3409         case FINLIST   : map1Over(checkPat,line,snd(p));
3410                          break;
3411
3412         case CONFLDS   : depConFlds(line,p,TRUE);
3413                          break;
3414
3415         case ESIGN     : snd(snd(p)) = checkPatType(line,
3416                                                     "pattern",
3417                                                     fst(snd(p)),
3418                                                     snd(snd(p)));
3419                          fst(snd(p)) = checkPat(line,fst(snd(p)));
3420                          break;
3421
3422         default        : ERRMSG(line) "Illegal pattern syntax"
3423                          EEND;
3424     }
3425     return p;
3426 }
3427
3428 static Cell local checkMaybeCnkPat(l,p)/* Check applicative pattern with   */
3429 Int  l;                                /* the possibility of n+k pattern   */
3430 Cell p; {
3431     Cell h = getHead(p);
3432
3433     if (argCount==2 && isVar(h) && textOf(h)==textPlus) {       /* n+k     */
3434         Cell v = arg(fun(p));
3435         if (!isInt(arg(p))) {
3436             ERRMSG(l) "Second argument in (n+k) pattern must be an integer"
3437             EEND;
3438         }
3439         if (intOf(arg(p))<=0) {
3440             ERRMSG(l) "Integer k in (n+k) pattern must be > 0"
3441             EEND;
3442         }
3443         fst(fun(p))      = ADDPAT;
3444         intValOf(fun(p)) = intOf(arg(p));
3445         arg(p)           = checkPat(l,v);
3446         return p;
3447     }
3448     return checkApPat(l,0,p);
3449 }
3450
3451 static Cell local checkApPat(line,args,p)
3452 Int  line;                             /* check validity of application    */
3453 Int  args;                             /* of constructor to arguments      */
3454 Cell p; {
3455     switch (whatIs(p)) {
3456         case AP        : fun(p) = checkApPat(line,args+1,fun(p));
3457                          arg(p) = checkPat(line,arg(p));
3458                          break;
3459
3460         case TUPLE     : if (tupleOf(p)!=args) {
3461                              ERRMSG(line) "Illegal tuple pattern"
3462                              EEND;
3463                          }
3464                          break;
3465
3466 #if TREX
3467         case EXT       : h98DoesntSupport(line,"extensible records");
3468                          if (args!=2) {
3469                              ERRMSG(line) "Illegal record pattern"
3470                              EEND;
3471                          }
3472                          break;
3473 #endif
3474
3475         case QUALIDENT : if (!isQCon(p)) {
3476                             ERRMSG(line)
3477                                 "Illegal use of qualified variable in pattern"
3478                             EEND;
3479                          }
3480                          /* deliberate fall through */
3481         case CONIDCELL :
3482         case CONOPCELL : p = conDefined(line,p);
3483                          checkCfunArgs(line,p,args);
3484                          break;
3485
3486         case NAME      : checkIsCfun(line,p);
3487                          checkCfunArgs(line,p,args);
3488                          break;
3489
3490         default        : ERRMSG(line) "Illegal pattern syntax"
3491                          EEND;
3492     }
3493     return p;
3494 }
3495
3496 static Void local addToPatVars(line,v)  /* Add variable v to list of vars  */
3497 Int  line;                              /* in current pattern, checking    */
3498 Cell v; {                               /* for repeated variables.         */
3499     Text t = textOf(v);
3500     List p = NIL;
3501     List n = patVars;
3502
3503     for (; nonNull(n); p=n, n=tl(n)) {
3504         if (textOf(hd(n))==t) {
3505             ERRMSG(line) "Repeated variable \"%s\" in pattern",
3506                          textToStr(t)
3507             EEND;
3508         }
3509     }
3510
3511     if (isNull(p)) {
3512          patVars = cons(v,NIL);
3513     } else {
3514          tl(p)   = cons(v,NIL);
3515     }
3516 }
3517
3518 static Name local conDefined(line,nm)  /* check that nm is the name of a   */
3519 Int  line;                             /* previously defined constructor   */
3520 Cell nm; {                             /* function.                        */
3521     Name n = findQualName(nm);
3522     if (isNull(n)) {
3523         ERRMSG(line) "Undefined constructor function \"%s\"", identToStr(nm)
3524         EEND;
3525     }
3526     checkIsCfun(line,n);
3527     return n;
3528 }
3529
3530 static Void local checkIsCfun(line,c)  /* Check that c is a constructor fn */
3531 Int  line;
3532 Name c; {
3533     if (!isCfun(c)) {
3534         ERRMSG(line) "\"%s\" is not a constructor function",
3535                      textToStr(name(c).text)
3536         EEND;
3537     }
3538 }
3539
3540 static Void local checkCfunArgs(line,c,args)
3541 Int  line;                             /* Check constructor applied with   */
3542 Cell c;                                /* correct number of arguments      */
3543 Int  args; {
3544     Int a = userArity(c);
3545     if (a!=args) {
3546         ERRMSG(line)
3547           "Constructor \"%s\" must have exactly %d argument%s in pattern",
3548           textToStr(name(c).text), a, ((a==1)?"":"s")
3549         EEND;
3550     }
3551 }
3552
3553 static Cell local checkPatType(l,wh,e,t)/* Check type appearing in pattern */
3554 Int    l;
3555 String wh;
3556 Cell   e;
3557 Type   t; {
3558     List tvs = typeVarsIn(t,NIL,NIL,NIL);
3559     h98DoesntSupport(l,"pattern type annotations");
3560     for (; nonNull(tvs); tvs=tl(tvs)) {
3561         Int beta    = newKindvars(1);
3562         hd(btyvars) = cons(pair(hd(tvs),mkInt(beta)), hd(btyvars));
3563     }
3564     t = checkSigType(l,"pattern type",e,t);
3565     if (isPolyOrQualType(t) || whatIs(t)==RANK2) {
3566         ERRMSG(l) "Illegal syntax in %s type annotation", wh
3567         EEND;
3568     }
3569     return t;
3570 }
3571
3572 static Cell local applyBtyvs(pat)       /* Record bound type vars in pat   */
3573 Cell pat; {
3574     List bts = hd(btyvars);
3575     leaveBtyvs();
3576     if (nonNull(bts)) {
3577         pat = ap(BIGLAM,pair(bts,pat));
3578         for (; nonNull(bts); bts=tl(bts)) {
3579             snd(hd(bts)) = copyKindvar(intOf(snd(hd(bts))));
3580         }
3581     }
3582     return pat;
3583 }
3584
3585 /* --------------------------------------------------------------------------
3586  * Maintaining lists of bound variables and local definitions, for
3587  * dependency and scope analysis.
3588  * ------------------------------------------------------------------------*/
3589
3590 static List bounds;                    /* list of lists of bound vars      */
3591 static List bindings;                  /* list of lists of binds in scope  */
3592 static List depends;                   /* list of lists of dependents      */
3593
3594 /* bounds   :: [[Var]]        -- var equality used on Vars     */
3595 /* bindings :: [[([Var],?)]]  -- var equality used on Vars     */
3596 /* depends  :: [[Var]]        -- pointer equality used on Vars */
3597
3598 #define saveBvars()      hd(bounds)    /* list of bvars in current scope   */
3599 #define restoreBvars(bs) hd(bounds)=bs /* restore list of bound variables  */
3600
3601 static Cell local bindPat(line,p)      /* add new bound vars for pattern   */
3602 Int  line;
3603 Cell p; {
3604     patVars    = NIL;
3605     p          = checkPat(line,p);
3606     hd(bounds) = revOnto(patVars,hd(bounds));
3607     return p;
3608 }
3609
3610 static Void local bindPats(line,ps)    /* add new bound vars for patterns  */
3611 Int  line;
3612 List ps; {
3613     patVars    = NIL;
3614     map1Over(checkPat,line,ps);
3615     hd(bounds) = revOnto(patVars,hd(bounds));
3616 }
3617
3618 /* --------------------------------------------------------------------------
3619  * Before processing value and type signature declarations, all data and
3620  * type definitions have been processed so that:
3621  * - all valid type constructors (with their arities) are known.
3622  * - all valid constructor functions (with their arities and types) are
3623  *   known.
3624  *
3625  * The result of parsing a list of value declarations is a list of Eqns:
3626  *       Eqn ::= (SIGDECL,(Line,[Var],type))
3627  *            |  (FIXDECL,(Line,[Op],SyntaxInt))
3628  *            |  (Expr,Rhs)
3629  * The ordering of the equations in this list is the reverse of the original
3630  * ordering in the script parsed.  This is a consequence of the structure of
3631  * the parser ... but also turns out to be most convenient for the static
3632  * analysis.
3633  *
3634  * As the first stage of the static analysis of value declarations, each
3635  * list of Eqns is converted to a list of Bindings.  As part of this
3636  * process:
3637  * - The ordering of the list of Bindings produced is the same as in the
3638  *   original script.
3639  * - When a variable (function) is defined over a number of lines, all
3640  *   of the definitions should appear together and each should give the
3641  *   same arity to the variable being defined.
3642  * - No variable can have more than one definition.
3643  * - For pattern bindings:
3644  *   - Each lhs is a valid pattern/function lhs, all constructor functions
3645  *     have been defined and are used with the correct number of arguments.
3646  *   - Each lhs contains no repeated pattern variables.
3647  *   - Each equation defines at least one variable (e.g. True = False is
3648  *     not allowed).
3649  * - Types appearing in type signatures are well formed:
3650  *    - Type constructors used are defined and used with correct number
3651  *      of arguments.
3652  *    - type variables are replaced by offsets, type constructor names
3653  *      by Tycons.
3654  * - Every variable named in a type signature declaration is defined by
3655  *   one or more equations elsewhere in the script.
3656  * - No variable has more than one type declaration.
3657  * - Similar properties for fixity declarations.
3658  *
3659  * ------------------------------------------------------------------------*/
3660
3661 #define bindingAttr(b) fst(snd(b))     /* type(s)/fixity(ies) for binding  */
3662 #define fbindAlts(b)   snd(snd(b))     /* alternatives for function binding*/
3663
3664 static List local extractSigdecls(es)  /* Extract the SIGDECLS from list   */
3665 List es; {                             /* of equations                     */
3666     List sigdecls = NIL;               /* :: [(Line,[Var],Type)]           */
3667
3668     for(; nonNull(es); es=tl(es)) {
3669         if (fst(hd(es))==SIGDECL) {                  /* type-declaration?  */
3670             Pair sig  = snd(hd(es));
3671             Int  line = intOf(fst3(sig));
3672             List vs   = snd3(sig);
3673             for(; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
3674                 if (isQualIdent(hd(vs))) {
3675                     ERRMSG(line) "Type signature for qualified variable \"%s\" is not allowed",
3676                                  identToStr(hd(vs))
3677                     EEND;
3678                 }
3679             }
3680             sigdecls = cons(sig,sigdecls);           /* discard SIGDECL tag*/
3681         }
3682     }
3683     return sigdecls;
3684 }
3685
3686 static List local extractFixdecls(es)   /* Extract the FIXDECLS from list  */
3687 List es; {                              /* of equations                    */
3688     List fixdecls = NIL;                /* :: [(Line,SyntaxInt,[Op])]      */
3689
3690     for(; nonNull(es); es=tl(es)) {
3691         if (fst(hd(es))==FIXDECL) {                  /* fixity declaration?*/
3692             fixdecls = cons(snd(hd(es)),fixdecls);   /* discard FIXDECL tag*/
3693         }
3694     }
3695     return fixdecls;
3696 }
3697
3698 static List local extractBindings(ds)   /* extract untyped bindings from   */
3699 List ds; {                              /* given list of equations         */
3700     Cell lastVar   = NIL;               /* = var def'd in last eqn (if any)*/
3701     Int  lastArity = 0;                 /* = number of args in last defn   */
3702     List bs        = NIL;               /* :: [Binding]                    */
3703
3704     for(; nonNull(ds); ds=tl(ds)) {
3705         Cell d = hd(ds);
3706         if (fst(d)==FUNBIND) {          /* Function bindings               */
3707             Cell rhs    = snd(snd(d));
3708             Int  line   = rhsLine(rhs);
3709             Cell lhs    = fst(snd(d));
3710             Cell v      = getHead(lhs);
3711             Cell newAlt = pair(getArgs(lhs),rhs);
3712             if (!isVar(v)) {
3713                 internal("FUNBIND");
3714             }
3715             if (nonNull(lastVar) && textOf(v)==textOf(lastVar)) {
3716                 if (argCount!=lastArity) {
3717                     ERRMSG(line) "Equations give different arities for \"%s\"",
3718                                  textToStr(textOf(v))
3719                     EEND;
3720                 }
3721                 fbindAlts(hd(bs)) = cons(newAlt,fbindAlts(hd(bs)));
3722             }
3723             else {
3724                 lastVar   = v;
3725                 lastArity = argCount;
3726                 notDefined(line,bs,v);
3727                 bs        = cons(pair(v,pair(NIL,singleton(newAlt))),bs);
3728             }
3729
3730         } else if (fst(d)==PATBIND) {   /* Pattern bindings                */
3731             Cell rhs  = snd(snd(d));
3732             Int  line = rhsLine(rhs);
3733             Cell pat  = fst(snd(d));
3734             while (whatIs(pat)==ESIGN) {/* Move type annotations to rhs   */
3735                 Cell p        = fst(snd(pat));
3736                 fst(snd(pat)) = rhs;
3737                 snd(snd(d))   = rhs = pat;
3738                 fst(snd(d))   = pat = p;
3739                 fst(rhs)      = RSIGN;
3740             }
3741             if (isVar(pat)) {           /* Convert simple pattern bind to */
3742                 notDefined(line,bs,pat);/* a function binding             */
3743                 bs = cons(pair(pat,pair(NIL,singleton(pair(NIL,rhs)))),bs);
3744             } else {
3745                 List vs = getPatVars(line,pat,NIL);
3746                 if (isNull(vs)) {
3747                     ERRMSG(line) "No variables defined in lhs pattern"
3748                     EEND;
3749                 }
3750                 map2Proc(notDefined,line,bs,vs);
3751                 bs          = cons(pair(vs,pair(NIL,snd(d))),bs);
3752             }
3753             lastVar = NIL;
3754         }
3755     }
3756     return bs;
3757 }
3758
3759 static List local getPatVars(line,p,vs) /* Find list of variables bound in */
3760 Int  line;                              /* pattern p                       */
3761 Cell p;
3762 List vs; {
3763     switch (whatIs(p)) {
3764         case AP         : do {
3765                               vs = getPatVars(line,arg(p),vs);
3766                               p  = fun(p);
3767                           } while (isAp(p));
3768                           return vs;    /* Ignore head of application      */
3769
3770         case CONFLDS    : {   List pfs = snd(snd(p));
3771                               for (; nonNull(pfs); pfs=tl(pfs)) {
3772                                   if (isVar(hd(pfs))) {
3773                                       vs = addPatVar(line,hd(pfs),vs);
3774                                   } else {
3775                                       vs = getPatVars(line,snd(hd(pfs)),vs);
3776                                   }
3777                               }
3778                           }
3779                           return vs;
3780
3781         case FINLIST    : {   List ps = snd(p);
3782                               for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {
3783                                   vs = getPatVars(line,hd(ps),vs);
3784                               }
3785                           }
3786                           return vs;
3787
3788         case ESIGN      : return getPatVars(line,fst(snd(p)),vs);
3789
3790         case LAZYPAT    :
3791         case NEG        :
3792         case ONLY       :
3793         case INFIX      : return getPatVars(line,snd(p),vs);
3794
3795         case ASPAT      : return addPatVar(line,fst(snd(p)),
3796                                              getPatVars(line,snd(snd(p)),vs));
3797
3798         case VARIDCELL  :
3799         case VAROPCELL  : return addPatVar(line,p,vs);
3800
3801         case CONIDCELL  :
3802         case CONOPCELL  :
3803         case QUALIDENT  :
3804         case INTCELL    :
3805         case FLOATCELL  :
3806         case CHARCELL   :
3807         case STRCELL    :
3808         case NAME       :
3809         case WILDCARD   : return vs;
3810
3811         default         : internal("getPatVars");
3812     }
3813     return vs;
3814 }
3815
3816 static List local addPatVar(line,v,vs)  /* Add var to list of previously   */
3817 Int  line;                              /* encountered variables           */
3818 Cell v;
3819 List vs; {
3820     if (varIsMember(textOf(v),vs)) {
3821         ERRMSG(line) "Repeated use of variable \"%s\" in pattern binding",
3822                      textToStr(textOf(v))
3823         EEND;
3824     }
3825     return cons(v,vs);
3826 }
3827
3828 static List local eqnsToBindings(es,ts,cs,ps)
3829 List es;                                /* Convert list of equations to    */
3830 List ts;                                /* list of typed bindings          */
3831 List cs;
3832 List ps; {
3833     List bs = extractBindings(es);
3834     map1Proc(addSigdecl,bs,extractSigdecls(es));
3835     map4Proc(addFixdecl,bs,ts,cs,ps,extractFixdecls(es));
3836     return bs;
3837 }
3838
3839 static Void local notDefined(line,bs,v)/* check if name already defined in */
3840 Int  line;                             /* list of bindings                 */
3841 List bs;
3842 Cell v; {
3843     if (nonNull(findBinding(textOf(v),bs))) {
3844         ERRMSG(line) "\"%s\" multiply defined", textToStr(textOf(v))
3845         EEND;
3846     }
3847 }
3848
3849 static Cell local findBinding(t,bs)    /* look for binding for variable t  */
3850 Text t;                                /* in list of bindings bs           */
3851 List bs; {
3852     for (; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
3853         if (isVar(fst(hd(bs)))) {                     /* function-binding? */
3854             if (textOf(fst(hd(bs)))==t) {
3855                 return hd(bs);
3856             }
3857         } else if (nonNull(varIsMember(t,fst(hd(bs))))){/* pattern-binding?*/
3858             return hd(bs);
3859         }
3860     }
3861     return NIL;
3862 }
3863
3864 static Cell local getAttr(bs,v)         /* Locate type/fixity attribute    */
3865 List bs;                                /* for variable v in bindings bs   */
3866 Cell v; {
3867     Text t = textOf(v);
3868     Cell b = findBinding(t,bs);
3869
3870     if (isNull(b)) {                                    /* No binding      */
3871         return NIL;
3872     } else if (isVar(fst(b))) {                         /* func binding?   */
3873         if (isNull(bindingAttr(b))) {
3874             bindingAttr(b) = pair(NIL,NIL);
3875         }
3876         return bindingAttr(b);
3877     } else {                                            /* pat binding?    */
3878         List vs = fst(b);
3879         List as = bindingAttr(b);
3880
3881         if (isNull(as)) {
3882             bindingAttr(b) = as = replicate(length(vs),NIL);
3883         }
3884
3885         while (nonNull(vs) && t!=textOf(hd(vs))) {
3886             vs = tl(vs);
3887             as = tl(as);
3888         }
3889
3890         if (isNull(vs)) {
3891             internal("getAttr");
3892         } else if (isNull(hd(as))) {
3893             hd(as) = pair(NIL,NIL);
3894         }
3895         return hd(as);
3896     }
3897 }
3898
3899 static Void local addSigdecl(bs,sigdecl)/* add type information to bindings*/
3900 List bs;                               /* :: [Binding]                     */
3901 Cell sigdecl; {                        /* :: (Line,[Var],Type)             */
3902     Int  l    = intOf(fst3(sigdecl));
3903     List vs   = snd3(sigdecl);
3904     Type type = checkSigType(l,"type declaration",hd(vs),thd3(sigdecl));
3905
3906     for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
3907         Cell v    = hd(vs);
3908         Pair attr = getAttr(bs,v);
3909         if (isNull(attr)) {
3910             ERRMSG(l) "Missing binding for variable \"%s\" in type signature",
3911                       textToStr(textOf(v))
3912             EEND;
3913         } else if (nonNull(fst(attr))) {
3914             ERRMSG(l) "Repeated type signature for \"%s\"",
3915                       textToStr(textOf(v))
3916             EEND;
3917         }
3918         fst(attr) = type;
3919     }
3920 }
3921
3922 static Void local addFixdecl(bs,ts,cs,ps,fixdecl)
3923 List   bs;
3924 List   ts;
3925 List   cs;
3926 List   ps;
3927 Triple fixdecl; {
3928     Int  line = intOf(fst3(fixdecl));
3929     List ops  = snd3(fixdecl);
3930     Cell sy   = thd3(fixdecl);
3931
3932     for (; nonNull(ops); ops=tl(ops)) {
3933         Cell op   = hd(ops);
3934         Text t    = textOf(op);
3935         Cell attr = getAttr(bs,op);
3936         if (nonNull(attr)) {            /* Found name in binding?          */
3937             if (nonNull(snd(attr))) {
3938                 dupFixity(line,t);
3939             }
3940             snd(attr) = sy;
3941         } else {                        /* Look in tycons, classes, prims  */
3942             Name n   = NIL;
3943             List ts1 = ts;
3944             List cs1 = cs;
3945             List ps1 = ps;
3946             for (; isNull(n) && nonNull(ts1); ts1=tl(ts1)) {    /* tycons  */
3947                 Tycon tc = hd(ts1);
3948                 if (tycon(tc).what==DATATYPE || tycon(tc).what==NEWTYPE) {
3949                     n = nameIsMember(t,tycon(tc).defn);
3950                 }
3951             }
3952             for (; isNull(n) && nonNull(cs1); cs1=tl(cs1)) {    /* classes */
3953                 n = nameIsMember(t,cclass(hd(cs1)).members);
3954             }
3955             for (; isNull(n) && nonNull(ps1); ps1=tl(ps1)) {    /* prims   */
3956                 n = nameIsMember(t,hd(ps1));
3957             }
3958
3959             if (isNull(n)) {
3960                 missFixity(line,t);
3961             } else if (name(n).syntax!=NO_SYNTAX) {
3962                 dupFixity(line,t);
3963             }
3964             name(n).syntax = intOf(sy);
3965         }
3966     }
3967 }
3968
3969 static Void local dupFixity(line,t)     /* Report repeated fixity decl     */
3970 Int  line;
3971 Text t; {
3972     ERRMSG(line)
3973         "Repeated fixity declaration for operator \"%s\"", textToStr(t)
3974     EEND;
3975 }
3976
3977 static Void local missFixity(line,t)    /* Report missing op for fixity    */
3978 Int  line;
3979 Text t; {
3980     ERRMSG(line)
3981         "Cannot find binding for operator \"%s\" in fixity declaration",
3982         textToStr(t)
3983     EEND;
3984 }
3985
3986 /* --------------------------------------------------------------------------
3987  * Dealing with infix operators:
3988  *
3989  * Expressions involving infix operators or unary minus are parsed as
3990  * elements of the following type:
3991  *
3992  *     data InfixExp = Only Exp | Neg InfixExp | Infix InfixExp Op Exp
3993  *
3994  * (The algorithms here do not assume that negation can be applied only once,
3995  * i.e., that - - x is a syntax error, as required by the Haskell report.
3996  * Instead, that restriction is captured by the grammar itself, given above.)
3997  *
3998  * There are rules of precedence and grouping, expressed by two functions:
3999  *
4000  *     prec :: Op -> Int;   assoc :: Op -> Assoc    (Assoc = {L, N, R})
4001  *
4002  * InfixExp values are rearranged accordingly when a complete expression
4003  * has been read using a simple shift-reduce parser whose result may be taken
4004  * to be a value of the following type:
4005  *
4006  *     data Exp = Atom Int | Negate Exp | Apply Op Exp Exp | Error String
4007  *
4008  * The machine on which this parser is based can be defined as follows:
4009  *
4010  *     tidy                         :: InfixExp -> [(Op,Exp)] -> Exp
4011  *     tidy (Only a)      []         = a
4012  *     tidy (Only a)      ((o,b):ss) = tidy (Only (Apply o a b)) ss
4013  *     tidy (Infix a o b) []         = tidy a [(o,b)]
4014  *     tidy (Infix a o b) ((p,c):ss)
4015  *                      | shift  o p = tidy a ((o,b):(p,c):ss)
4016  *                      | red    o p = tidy (Infix a o (Apply p b c)) ss
4017  *                      | ambig  o p = Error "ambiguous use of operators"
4018  *     tidy (Neg e)       []         = tidy (tidyNeg e) []
4019  *     tidy (Neg e)       ((o,b):ss)
4020  *                      | nshift o   = tidy (Neg (underNeg o b e)) ss
4021  *                      | nred   o   = tidy (tidyNeg e) ((o,b):ss)
4022  *                      | nambig o   = Error "illegal use of negation"
4023  *
4024  * At each stage, the parser can either shift, reduce, accept, or error.
4025  * The transitions when dealing with juxtaposed operators o and p are
4026  * determined by the following rules:
4027  *
4028  *     shift o p  = (prec o > prec p)
4029  *               || (prec o == prec p && assoc o == L && assoc p == L)
4030  *
4031  *     red o p    = (prec o < prec p)
4032  *               || (prec o == prec p && assoc o == R && assoc p == R)
4033  *
4034  *     ambig o p  = (prec o == prec p)
4035  *               && (assoc o == N || assoc p == N || assoc o /= assoc p)
4036  *
4037  * The transitions when dealing with juxtaposed unary minus and infix
4038  * operators are as follows.  The precedence of unary minus (infixl 6) is
4039  * hardwired in to these definitions, as it is to the definitions of the
4040  * Haskell grammar in the official report.
4041  *
4042  *     nshift o   = (prec o > 6)
4043  *     nred   o   = (prec o < 6) || (prec o == 6 && assoc o == L)
4044  *     nambig o   = prec o == 6 && (assoc o == R || assoc o == N)
4045  *
4046  * An InfixExp of the form (Neg e) means negate the last thing in
4047  * the InfixExp e; we can force this negation using:
4048  *
4049  *     tidyNeg              :: OpExp -> OpExp
4050  *     tidyNeg (Only e)      = Only (Negate e)
4051  *     tidyNeg (Infix a o b) = Infix a o (Negate b)
4052  *     tidyNeg (Neg e)       = tidyNeg (tidyNeg e)
4053  *
4054  * On the other hand, if we want to sneak application of an infix operator
4055  * under a negation, then we use:
4056  *
4057  *     underNeg                  :: Op -> Exp -> OpExp -> OpExp
4058  *     underNeg o b (Only e)      = Only (Apply o e b)
4059  *     underNeg o b (Neg e)       = Neg (underNeg o b e)
4060  *     underNeg o b (Infix e p f) = Infix e p (Apply o f b)
4061  *
4062  * As a concession to efficiency, we lower the number of calls to syntaxOf
4063  * by keeping track of the values of sye, sys throughout the process.  The
4064  * value APPLIC is used to indicate that the syntax value is unknown.
4065  * ------------------------------------------------------------------------*/
4066
4067 static Cell local tidyInfix(line,e)     /* Convert infixExp to Exp         */
4068 Int  line;
4069 Cell e; {                               /* :: OpExp                        */
4070     Cell   s   = NIL;                   /* :: [(Op,Exp)]                   */
4071     Syntax sye = APPLIC;                /* Syntax of op in e (init unknown)*/
4072     Syntax sys = APPLIC;                /* Syntax of op in s (init unknown)*/
4073     Cell   d   = e;
4074
4075     while (fst(d)!=ONLY) {              /* Attach fixities to operators    */
4076         if (fst(d)==NEG) {
4077             d = snd(d);
4078         } else {
4079             fun(fun(d)) = attachFixity(line,fun(fun(d)));
4080             d           = arg(fun(d));
4081         }
4082     }
4083
4084     for (;;)
4085         switch (whatIs(e)) {
4086             case ONLY : e = snd(e);
4087                         while (nonNull(s)) {
4088                             Cell next   = arg(fun(s));
4089                             arg(fun(s)) = e;
4090                             fun(fun(s)) = snd(fun(fun(s)));
4091                             e           = s;
4092                             s           = next;
4093                         }
4094                         return e;
4095
4096             case NEG  : if (nonNull(s)) {
4097                             if (sys==APPLIC) {  /* calculate sys           */
4098                                 sys = intOf(fst(fun(fun(s))));
4099                             }
4100
4101                             if (precOf(sys)==UMINUS_PREC &&     /* nambig  */
4102                                 assocOf(sys)!=UMINUS_ASSOC) {
4103                                 ERRMSG(line)
4104                                  "Ambiguous use of unary minus with \""
4105                                 ETHEN ERREXPR(snd(fun(fun(s))));
4106                                 ERRTEXT "\""
4107                                 EEND;
4108                             }
4109
4110                             if (precOf(sys)>UMINUS_PREC) {      /* nshift  */
4111                                 Cell e1    = snd(e);
4112                                 Cell t     = s;
4113                                 s          = arg(fun(s));
4114                                 while (whatIs(e1)==NEG)
4115                                     e1 = snd(e1);
4116                                 arg(fun(t)) = arg(e1);
4117                                 fun(fun(t)) = snd(fun(fun(t)));
4118                                 arg(e1)     = t;
4119                                 sys         = APPLIC;
4120                                 continue;
4121                             }
4122                         }
4123
4124                         /* Intentional fall-thru for nreduce and isNull(s) */
4125
4126                         {   Cell prev = e;              /* e := tidyNeg e  */
4127                             Cell temp = arg(prev);
4128                             Int  nneg = 1;
4129                             for (; whatIs(temp)==NEG; nneg++) {
4130                                 fun(prev) = nameNegate;
4131                                 prev      = temp;
4132                                 temp      = arg(prev);
4133                             }
4134                             if (isInt(arg(temp))) {     /* special cases   */
4135                                 if (nneg&1)             /* for literals    */
4136                                     arg(temp) = mkInt(-intOf(arg(temp)));
4137                             }
4138                             else if (isFloat(arg(temp))) {
4139                                 if (nneg&1)
4140                                     arg(temp) = floatNegate(arg(temp));
4141                                                 //mkFloat(-floatOf(arg(temp)));
4142                             }
4143                             else {
4144                                 fun(prev) = nameNegate;
4145                                 arg(prev) = arg(temp);
4146                                 arg(temp) = e;
4147                             }
4148                             e = temp;
4149                         }
4150                         continue;
4151
4152             default   : if (isNull(s)) {/* Move operation onto empty stack */
4153                             Cell next   = arg(fun(e));
4154                             s           = e;
4155                             arg(fun(s)) = NIL;
4156                             e           = next;
4157                             sys         = sye;
4158                             sye         = APPLIC;
4159                         }
4160                         else {          /* deal with pair of operators     */
4161
4162                             if (sye==APPLIC) {  /* calculate sys and sye   */
4163                                 sye = intOf(fst(fun(fun(e))));
4164                             }
4165                             if (sys==APPLIC) {
4166                                 sys = intOf(fst(fun(fun(s))));
4167                             }
4168
4169                             if (precOf(sye)==precOf(sys) &&     /* ambig   */
4170                                 (assocOf(sye)!=assocOf(sys) ||
4171                                  assocOf(sye)==NON_ASS)) {
4172                                 ERRMSG(line) "Ambiguous use of operator \""
4173                                 ETHEN ERREXPR(snd(fun(fun(e))));
4174                                 ERRTEXT "\" with \""
4175                                 ETHEN ERREXPR(snd(fun(fun(s))));
4176                                 ERRTEXT "\""
4177                                 EEND;
4178                             }
4179
4180                             if (precOf(sye)>precOf(sys) ||      /* shift   */
4181                                 (precOf(sye)==precOf(sys) &&
4182                                  assocOf(sye)==LEFT_ASS &&
4183                                  assocOf(sys)==LEFT_ASS)) {
4184                                 Cell next   = arg(fun(e));
4185                                 arg(fun(e)) = s;
4186                                 s           = e;
4187                                 e           = next;
4188                                 sys         = sye;
4189                                 sye         = APPLIC;
4190                             }
4191                             else {                              /* reduce  */
4192                                 Cell next   = arg(fun(s));
4193                                 arg(fun(s)) = arg(e);
4194                                 fun(fun(s)) = snd(fun(fun(s)));
4195                                 arg(e)      = s;
4196                                 s           = next;
4197                                 sys         = APPLIC;
4198                                 /* sye unchanged */
4199                             }
4200                         }
4201                         continue;
4202         }
4203 }
4204
4205 static Pair local attachFixity(line,op) /* Attach fixity to operator in an */
4206 Int  line;                              /* infix expression                */
4207 Cell op; {
4208     Syntax sy = DEF_OPSYNTAX;
4209
4210     switch (whatIs(op)) {
4211         case VAROPCELL :
4212         case VARIDCELL : if ((sy=lookupSyntax(textOf(op)))==NO_SYNTAX) {
4213                              Name n = findName(textOf(op));
4214                              if (isNull(n)) {
4215                                 ERRMSG(line) "Undefined variable \"%s\"",
4216                                              textToStr(textOf(op))
4217                                 EEND;
4218                              }
4219                              sy = syntaxOf(n);
4220                              op = n;
4221                          }
4222                          break;
4223
4224         case CONOPCELL :
4225         case CONIDCELL : sy = syntaxOf(op = conDefined(line,op));
4226                          break;
4227
4228         case QUALIDENT : {   Name n = findQualName(op);
4229                              if (nonNull(n)) {
4230                                  op = n;
4231                                  sy = syntaxOf(n);
4232                              } else {
4233                                  ERRMSG(line)
4234                                    "Undefined qualified variable \"%s\"",
4235                                    identToStr(op)
4236                                  EEND;
4237                              }
4238                          }
4239                          break;
4240     }
4241     if (sy==APPLIC) {
4242         sy = DEF_OPSYNTAX;
4243     }
4244     return pair(mkInt(sy),op);          /* Pair fixity with (possibly)     */
4245                                         /* translated operator             */
4246 }
4247
4248 static Syntax local lookupSyntax(t)     /* Try to find fixity for var in   */
4249 Text t; {                               /* enclosing bindings              */
4250     List bounds1   = bounds;
4251     List bindings1 = bindings;
4252
4253     while (nonNull(bindings1)) {
4254         if (nonNull(varIsMember(t,hd(bounds1)))) {
4255             return DEF_OPSYNTAX;
4256         } else {
4257             Cell b = findBinding(t,hd(bindings1));
4258             if (nonNull(b)) {
4259                 Cell a = fst(snd(b));
4260                 if (isVar(fst(b))) {    /* Function binding                */
4261                     if (nonNull(a) && nonNull(snd(a))) {
4262                         return intOf(snd(a));
4263                     }
4264                 } else {                /* Pattern binding                 */
4265                     List vs = fst(b);
4266                     while (nonNull(vs) && nonNull(a)) {
4267                         if (t==textOf(hd(vs))) {
4268                             if (nonNull(hd(a)) && isInt(snd(hd(a)))) {
4269                                 return intOf(snd(hd(a)));
4270                             }
4271                             break;
4272                         }
4273                         vs = tl(vs);
4274                         a  = tl(a);
4275                     }
4276                 }
4277                 return DEF_OPSYNTAX;
4278             }
4279         }
4280         bounds1   = tl(bounds1);
4281         bindings1 = tl(bindings1);
4282     }
4283     return NO_SYNTAX;
4284 }
4285
4286 /* --------------------------------------------------------------------------
4287  * To facilitate dependency analysis, lists of bindings are temporarily
4288  * augmented with an additional field, which is used in two ways:
4289  * - to build the `adjacency lists' for the dependency graph. Represented by
4290  *   a list of pointers to other bindings in the same list of bindings.
4291  * - to hold strictly positive integer values (depth first search numbers) of
4292  *   elements `on the stack' during the strongly connected components search
4293  *   algorithm, or a special value mkInt(0), once the binding has been added
4294  *   to a particular strongly connected component.
4295  *
4296  * Using this extra field, the type of each list of declarations during
4297  * dependency analysis is [Binding'] where:
4298  *
4299  *    Binding' ::= (Var, (Attr, (Dep, [Alt])))         -- function binding
4300  *              |  ([Var], ([Attr], (Dep, (Pat,Rhs)))) -- pattern binding
4301  *
4302  * ------------------------------------------------------------------------*/
4303
4304 #define depVal(d) (fst(snd(snd(d))))    /* Access to dependency information*/
4305
4306 static List local dependencyAnal(bs)    /* Separate lists of bindings into */
4307 List bs; {                              /* mutually recursive groups in    */
4308                                         /* order of dependency             */
4309     mapProc(addDepField,bs);            /* add extra field for dependents  */
4310     mapProc(depBinding,bs);             /* find dependents of each binding */
4311     bs = bscc(bs);                      /* sort to strongly connected comps*/
4312     mapProc(remDepField,bs);            /* remove dependency info field    */
4313     return bs;
4314 }
4315
4316 static List local topDependAnal(bs)     /* Like dependencyAnal(), but at   */
4317 List bs; {                              /* top level, reporting on progress*/
4318     List xs;
4319     Int  i = 0;
4320
4321     setGoal("Dependency analysis",(Target)(length(bs)));
4322
4323     mapProc(addDepField,bs);           /* add extra field for dependents   */
4324     for (xs=bs; nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
4325         emptySubstitution();
4326         depBinding(hd(xs));
4327         soFar((Target)(i++));
4328     }
4329     bs = bscc(bs);                     /* sort to strongly connected comps */
4330     mapProc(remDepField,bs);           /* remove dependency info field     */
4331     done();
4332     return bs;
4333 }
4334
4335 static Void local addDepField(b)       /* add extra field to binding to    */
4336 Cell b; {                              /* hold list of dependents          */
4337     snd(snd(b)) = pair(NIL,snd(snd(b)));
4338 }
4339
4340 static Void local remDepField(bs)      /* remove dependency field from     */
4341 List bs; {                             /* list of bindings                 */
4342     mapProc(remDepField1,bs);
4343 }
4344
4345 static Void local remDepField1(b)      /* remove dependency field from     */
4346 Cell b; {                              /* single binding                   */
4347     snd(snd(b)) = snd(snd(snd(b)));
4348 }
4349
4350 static Void local clearScope() {       /* initialise dependency scoping    */
4351     bounds   = NIL;
4352     bindings = NIL;
4353     depends  = NIL;
4354 }
4355
4356 static Void local withinScope(bs)       /* Enter scope of bindings bs      */
4357 List bs; {
4358     bounds   = cons(NIL,bounds);
4359     bindings = cons(bs,bindings);
4360     depends  = cons(NIL,depends);
4361 }
4362
4363 static Void local leaveScope() {        /* Leave scope of last withinScope */
4364     List bs       = hd(bindings);       /* Remove fixity info from binds   */
4365     Bool toplevel = isNull(tl(bindings));
4366     for (; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
4367         Cell b = hd(bs);
4368         if (isVar(fst(b))) {            /* Variable binding                */
4369             Cell a = fst(snd(b));
4370             if (isPair(a)) {
4371                 if (toplevel) {
4372                     saveSyntax(fst(b),snd(a));
4373                 }
4374                 fst(snd(b)) = fst(a);
4375             }
4376         } else {                        /* Pattern binding                 */
4377             List vs = fst(b);
4378             List as = fst(snd(b));
4379             while (nonNull(vs) && nonNull(as)) {
4380                 if (isPair(hd(as))) {
4381                     if (toplevel) {
4382                         saveSyntax(hd(vs),snd(hd(as)));
4383                     }
4384                     hd(as) = fst(hd(as));
4385                 }
4386                 vs = tl(vs);
4387                 as = tl(as);
4388             }
4389         }
4390     }
4391     bounds   = tl(bounds);
4392     bindings = tl(bindings);
4393     depends  = tl(depends);
4394 }
4395
4396 static Void local saveSyntax(v,sy)      /* Save syntax of top-level var    */
4397 Cell v;                                 /* in corresponding Name           */
4398 Cell sy; {
4399     Name n = findName(textOf(v));
4400     if (isNull(n) || name(n).syntax!=NO_SYNTAX) {
4401         internal("saveSyntax");
4402     }
4403     if (nonNull(sy)) {
4404         name(n).syntax = intOf(sy);
4405     }
4406 }
4407
4408 /* --------------------------------------------------------------------------
4409  * As a side effect of the dependency analysis we also make the following
4410  * checks:
4411  * - Each lhs is a valid pattern/function lhs, all constructor functions
4412  *   have been defined and are used with the correct number of arguments.
4413  * - No lhs contains repeated pattern variables.
4414  * - Expressions used on the rhs of an eqn should be well formed.  This
4415  *   includes:
4416  *   - Checking for valid patterns (including repeated vars) in lambda,
4417  *     case, and list comprehension expressions.
4418  *   - Recursively checking local lists of equations.
4419  * - No free (i.e. unbound) variables are used in the declaration list.
4420  * ------------------------------------------------------------------------*/
4421
4422 static Void local depBinding(b)        /* find dependents of binding       */
4423 Cell b; {
4424     Cell defpart = snd(snd(snd(b)));   /* definition part of binding       */
4425
4426     hd(depends) = NIL;
4427
4428     if (isVar(fst(b))) {               /* function-binding?                */
4429         mapProc(depAlt,defpart);
4430         if (isNull(fst(snd(b)))) {      /* Save dep info if no type sig    */
4431             fst(snd(b)) = pair(ap(IMPDEPS,hd(depends)),NIL);
4432         } else if (isNull(fst(fst(snd(b))))) {
4433             fst(fst(snd(b))) = ap(IMPDEPS,hd(depends));
4434         }
4435     } else {                           /* pattern-binding?                 */
4436         Int line = rhsLine(snd(defpart));
4437         enterBtyvs();
4438         patVars = NIL;
4439         fst(defpart) = checkPat(line,fst(defpart));
4440         depRhs(snd(defpart));
4441 #if 0
4442         if (nonNull(hd(btyvars))) {
4443             ERRMSG(line)
4444               "Sorry, no type variables are allowed in pattern binding type annotations"
4445             EEND;
4446         }
4447 #endif
4448         fst(defpart) = applyBtyvs(fst(defpart));
4449     }
4450     depVal(b) = hd(depends);
4451 }
4452
4453 static Void local depDefaults(c)       /* dependency analysis on defaults  */
4454 Class c; {                             /* from class definition            */
4455     depClassBindings(cclass(c).defaults);
4456 }
4457
4458 static Void local depInsts(in)         /* dependency analysis on instance  */
4459 Inst in; {                             /* bindings                         */
4460     depClassBindings(inst(in).implements);
4461 }
4462
4463 static Void local depClassBindings(bs) /* dependency analysis on list of   */
4464 List bs; {                             /* bindings, possibly containing    */
4465     for (; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {   /* NIL bindings ...                 */
4466         if (nonNull(hd(bs))) {         /* No need to add extra field for   */
4467            mapProc(depAlt,snd(hd(bs)));/* dependency information...        */
4468         }
4469     }
4470 }
4471
4472 static Void local depAlt(a)             /* Find dependents of alternative  */
4473 Cell a; {
4474     List obvs = saveBvars();            /* Save list of bound variables    */
4475     enterBtyvs();
4476     bindPats(rhsLine(snd(a)),fst(a));   /* add new bound vars for patterns */
4477     depRhs(snd(a));                     /* find dependents of rhs          */
4478     fst(a)    = applyBtyvs(fst(a));
4479     restoreBvars(obvs);                 /* restore original list of bvars  */
4480 }
4481
4482 static Void local depRhs(r)             /* Find dependents of rhs          */
4483 Cell r; {
4484     switch (whatIs(r)) {
4485         case GUARDED : mapProc(depGuard,snd(r));
4486                        break;
4487
4488         case LETREC  : fst(snd(r)) = eqnsToBindings(fst(snd(r)),NIL,NIL,NIL);
4489                        withinScope(fst(snd(r)));
4490                        fst(snd(r)) = dependencyAnal(fst(snd(r)));
4491                        hd(depends) = fst(snd(r));
4492                        depRhs(snd(snd(r)));
4493                        leaveScope();
4494                        break;
4495
4496         case RSIGN   : snd(snd(r)) = checkPatType(rhsLine(fst(snd(r))),
4497                                                   "result",
4498                                                   rhsExpr(fst(snd(r))),
4499                                                   snd(snd(r)));
4500                        depRhs(fst(snd(r)));
4501                        break;
4502
4503         default      : snd(r) = depExpr(intOf(fst(r)),snd(r));
4504                        break;
4505     }
4506 }
4507
4508 static Void local depGuard(g)          /* find dependents of single guarded*/
4509 Cell g; {                              /* expression                       */
4510     depPair(intOf(fst(g)),snd(g));
4511 }
4512
4513 static Cell local depExpr(line,e)      /* find dependents of expression    */
4514 Int  line;
4515 Cell e; {
4516   //Printf( "\n\n"); print(e,100); Printf("\n");
4517   //printExp(stdout,e);
4518     switch (whatIs(e)) {
4519
4520         case VARIDCELL  :
4521         case VAROPCELL  : return depVar(line,e);
4522
4523         case CONIDCELL  :
4524         case CONOPCELL  : return conDefined(line,e);
4525
4526         case QUALIDENT  : if (isQVar(e)) {
4527                               return depQVar(line,e);
4528                           } else { /* QConOrConOp */
4529                               return conDefined(line,e);
4530                           }
4531
4532         case INFIX     : return depExpr(line,tidyInfix(line,snd(e)));
4533
4534 #if TREX
4535         case RECSEL     : break;
4536
4537         case AP         : if (isAp(e) && isAp(fun(e)) && isExt(fun(fun(e)))) {
4538                               return depRecord(line,e);
4539                           } else {
4540                               Cell nx = e;
4541                               Cell a;
4542                               do {
4543                                   a      = nx;
4544                                   arg(a) = depExpr(line,arg(a));
4545                                   nx     = fun(a);
4546                               } while (isAp(nx));
4547                               fun(a) = depExpr(line,fun(a));
4548                           }
4549                           break;
4550 #else
4551         case AP         : depPair(line,e);
4552                           break;
4553 #endif
4554
4555 #if IPARAM
4556         case IPVAR      :
4557 #endif
4558
4559         case NAME       :
4560         case TUPLE      :
4561         case STRCELL    :
4562         case CHARCELL   :
4563         case FLOATCELL  :
4564         case BIGCELL    :
4565         case INTCELL    : break;
4566
4567         case COND       : depTriple(line,snd(e));
4568                           break;
4569
4570         case FINLIST    : map1Over(depExpr,line,snd(e));
4571                           break;
4572
4573         case LETREC     : fst(snd(e)) = eqnsToBindings(fst(snd(e)),NIL,NIL,NIL);
4574                           withinScope(fst(snd(e)));
4575                           fst(snd(e)) = dependencyAnal(fst(snd(e)));
4576                           hd(depends) = fst(snd(e));
4577                           snd(snd(e)) = depExpr(line,snd(snd(e)));
4578                           leaveScope();
4579                           break;
4580
4581         case LAMBDA     : depAlt(snd(e));
4582                           break;
4583
4584         case DOCOMP     : /* fall-thru */
4585         case COMP       : depComp(line,snd(e),snd(snd(e)));
4586                           break;
4587
4588         case ESIGN      : fst(snd(e)) = depExpr(line,fst(snd(e)));
4589                           snd(snd(e)) = checkSigType(line,
4590                                                      "expression",
4591                                                      fst(snd(e)),
4592                                                      snd(snd(e)));
4593                           break;
4594
4595         case CASE       : fst(snd(e)) = depExpr(line,fst(snd(e)));
4596                           map1Proc(depCaseAlt,line,snd(snd(e)));
4597                           break;
4598
4599         case CONFLDS    : depConFlds(line,e,FALSE);
4600                           break;
4601
4602         case UPDFLDS    : depUpdFlds(line,e);
4603                           break;
4604
4605 #if IPARAM
4606         case WITHEXP    : depWith(line,e);
4607                           break;
4608 #endif
4609
4610         case ASPAT      : ERRMSG(line) "Illegal `@' in expression"
4611                           EEND;
4612
4613         case LAZYPAT    : ERRMSG(line) "Illegal `~' in expression"
4614                           EEND;
4615
4616         case WILDCARD   : ERRMSG(line) "Illegal `_' in expression"
4617                           EEND;
4618
4619 #if TREX
4620         case EXT        : ERRMSG(line) "Illegal application of record"
4621                           EEND;
4622 #endif
4623
4624         default         : internal("depExpr");
4625    }
4626    return e;
4627 }
4628
4629 static Void local depPair(line,e)       /* find dependents of pair of exprs*/
4630 Int  line;
4631 Cell e; {
4632     fst(e) = depExpr(line,fst(e));
4633     snd(e) = depExpr(line,snd(e));
4634 }
4635
4636 static Void local depTriple(line,e)     /* find dependents of triple exprs */
4637 Int  line;
4638 Cell e; {
4639     fst3(e) = depExpr(line,fst3(e));
4640     snd3(e) = depExpr(line,snd3(e));
4641     thd3(e) = depExpr(line,thd3(e));
4642 }
4643
4644 static Void local depComp(l,e,qs)       /* find dependents of comprehension*/
4645 Int  l;
4646 Cell e;
4647 List qs; {
4648     if (isNull(qs)) {
4649         fst(e) = depExpr(l,fst(e));
4650     } else {
4651         Cell q   = hd(qs);
4652         List qs1 = tl(qs);
4653         switch (whatIs(q)) {
4654             case FROMQUAL : {   List obvs   = saveBvars();
4655                                 snd(snd(q)) = depExpr(l,snd(snd(q)));
4656                                 enterBtyvs();
4657                                 fst(snd(q)) = bindPat(l,fst(snd(q)));
4658                                 depComp(l,e,qs1);
4659                                 fst(snd(q)) = applyBtyvs(fst(snd(q)));
4660                                 restoreBvars(obvs);
4661                             }
4662                             break;
4663
4664             case QWHERE   : snd(q)      = eqnsToBindings(snd(q),NIL,NIL,NIL);
4665                             withinScope(snd(q));
4666                             snd(q)      = dependencyAnal(snd(q));
4667                             hd(depends) = snd(q);
4668                             depComp(l,e,qs1);
4669                             leaveScope();
4670                             break;
4671
4672             case DOQUAL   : /* fall-thru */
4673             case BOOLQUAL : snd(q) = depExpr(l,snd(q));
4674                             depComp(l,e,qs1);
4675                             break;
4676         }
4677     }
4678 }
4679
4680 static Void local depCaseAlt(line,a)    /* Find dependents of case altern. */
4681 Int  line;
4682 Cell a; {
4683     List obvs = saveBvars();            /* Save list of bound variables    */
4684     enterBtyvs();
4685     fst(a)    = bindPat(line,fst(a));   /* Add new bound vars for pats     */
4686     depRhs(snd(a));                     /* Find dependents of rhs          */
4687     fst(a)    = applyBtyvs(fst(a));
4688     restoreBvars(obvs);                 /* Restore original list of bvars  */
4689 }
4690
4691 static Cell local depVar(line,e)        /* Register occurrence of variable */
4692 Int line;
4693 Cell e; {
4694     List bounds1   = bounds;
4695     List bindings1 = bindings;
4696     List depends1  = depends;
4697     Text t         = textOf(e);
4698     Cell n;
4699
4700     while (nonNull(bindings1)) {
4701         n = varIsMember(t,hd(bounds1));   /* look for t in bound variables */
4702         if (nonNull(n)) {
4703             return n;
4704         }
4705         n = findBinding(t,hd(bindings1)); /* look for t in var bindings    */
4706         if (nonNull(n)) {
4707             if (!cellIsMember(n,hd(depends1))) {
4708                 hd(depends1) = cons(n,hd(depends1));
4709             }
4710            return (isVar(fst(n)) ? fst(n) : e);
4711         }
4712
4713         bounds1   = tl(bounds1);
4714         bindings1 = tl(bindings1);
4715         depends1  = tl(depends1);
4716     }
4717
4718     if (isNull(n=findName(t))) {               /* check global definitions */
4719         ERRMSG(line) "Undefined variable \"%s\"", textToStr(t)
4720         EEND;
4721     }
4722
4723     /* Later phases of the system cannot cope if we resolve references
4724      * to unprocessed objects too early.  This is the main reason that
4725      * we cannot cope with recursive modules at the moment.
4726      */
4727     return e;
4728 }
4729
4730 static Cell local depQVar(line,e)/* register occurrence of qualified variable */
4731 Int line;
4732 Cell e; {
4733     Name n = findQualName(e);
4734     if (isNull(n)) {                            /* check global definitions */
4735         ERRMSG(line) "Undefined qualified variable \"%s\"", identToStr(e)
4736         EEND;
4737     }
4738     if (name(n).mod != currentModule) {
4739         return n;
4740     }
4741     if (fst(e) == VARIDCELL) {
4742         e = mkVar(qtextOf(e));
4743     } else {
4744         e = mkVarop(qtextOf(e));
4745     }
4746     return depVar(line,e);
4747 }
4748
4749 static Void local depConFlds(line,e,isP)/* check construction using fields */
4750 Int  line;
4751 Cell e;
4752 Bool isP; {
4753     Name c = conDefined(line,fst(snd(e)));
4754     if (isNull(snd(snd(e))) ||
4755         nonNull(cellIsMember(c,depFields(line,e,snd(snd(e)),isP)))) {
4756         fst(snd(e)) = c;
4757     } else {
4758         ERRMSG(line) "Constructor \"%s\" does not have selected fields in ",
4759                      textToStr(name(c).text)
4760         ETHEN ERREXPR(e);
4761         ERRTEXT "\n"
4762         EEND;
4763     }
4764     if (!isP && isPair(name(c).defn)) { /* Check that banged fields defined*/
4765         List scs = fst(name(c).defn);   /* List of strict components       */
4766         Type t   = name(c).type;
4767         Int  a   = userArity(c);
4768         List fs  = snd(snd(e));
4769         List ss;
4770         if (isPolyType(t)) {            /* Find tycon that c belongs to    */
4771             t = monotypeOf(t);
4772         }
4773         if (isQualType(t)) {
4774             t = snd(snd(t));
4775         }
4776         if (whatIs(t)==CDICTS) {
4777             t = snd(snd(t));
4778         }
4779         while (0<a--) {
4780             t = arg(t);
4781         }
4782         while (isAp(t)) {
4783             t = fun(t);
4784         }
4785         for (ss=tycon(t).defn; hasCfun(ss); ss=tl(ss)) {
4786         }
4787         /* Now we know the tycon t that c belongs to, and the corresponding
4788          * list of selectors for that type, ss.  Now we have to check that
4789          * each of the fields identified by scs appears in fs, using ss to
4790          * cross reference, and convert integers to selector names.
4791          */
4792         for (; nonNull(scs); scs=tl(scs)) {
4793             Int  i   = intOf(hd(scs));
4794             List ss1 = ss;
4795             for (; nonNull(ss1); ss1=tl(ss1)) {
4796                 List cns = name(hd(ss1)).defn;
4797                 for (; nonNull(cns); cns=tl(cns)) {
4798                     if (fst(hd(cns))==c) {
4799                         break;
4800                     }
4801                 }
4802                 if (nonNull(cns) && intOf(snd(hd(cns)))==i) {
4803                     break;
4804                 }
4805             }
4806             if (isNull(ss1)) {
4807                 internal("depConFlds");
4808             } else {
4809                 Name s   = hd(ss1);
4810                 List fs1 = fs;
4811                 for (; nonNull(fs1) && s!=fst(hd(fs1)); fs1=tl(fs1)) {
4812                 }
4813                 if (isNull(fs1)) {
4814                     ERRMSG(line) "Construction does not define strict field"
4815                     ETHEN
4816                     ERRTEXT      "\nExpression : " ETHEN ERREXPR(e);
4817                     ERRTEXT      "\nField      : " ETHEN ERREXPR(s);
4818                     ERRTEXT      "\n"
4819                     EEND;
4820                 }
4821             }
4822         }
4823     }
4824 }
4825
4826 static Void local depUpdFlds(line,e)    /* check update using fields       */
4827 Int  line;
4828 Cell e; {
4829     if (isNull(thd3(snd(e)))) {
4830         ERRMSG(line) "Empty field list in update"
4831         EEND;
4832     }
4833     fst3(snd(e)) = depExpr(line,fst3(snd(e)));
4834     snd3(snd(e)) = depFields(line,e,thd3(snd(e)),FALSE);
4835 }
4836
4837 static List local depFields(l,e,fs,isP) /* check field binding list        */
4838 Int  l;
4839 Cell e;
4840 List fs;
4841 Bool isP; {
4842     List cs = NIL;
4843     List ss = NIL;
4844
4845     for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {    /* for each field binding          */
4846         Cell fb = hd(fs);
4847         Name s;
4848
4849         if (isVar(fb)) {                /* expand  var  to  var = var      */
4850             h98DoesntSupport(l,"missing field bindings");
4851             fb = hd(fs) = pair(fb,fb);
4852         }
4853
4854         s = findQualName(fst(fb));      /* check for selector              */
4855         if (nonNull(s) && isSfun(s)) {
4856             fst(fb) = s;
4857         } else {
4858             ERRMSG(l) "\"%s\" is not a selector function/field name",
4859                       textToStr(textOf(fst(fb)))
4860             EEND;
4861         }
4862
4863         if (isNull(ss)) {               /* for first named selector        */
4864             List scs = name(s).defn;    /* calculate list of constructors  */
4865             for (; nonNull(scs); scs=tl(scs)) {
4866                 cs = cons(fst(hd(scs)),cs);
4867             }
4868             ss = singleton(s);          /* initialize selector list        */
4869         } else {                        /* for subsequent selectors        */
4870             List ds = cs;               /* intersect constructor lists     */
4871             for (cs=NIL; nonNull(ds); ) {
4872                 List scs = name(s).defn;
4873                 while (nonNull(scs) && fst(hd(scs))!=hd(ds)) {
4874                     scs = tl(scs);
4875                 }
4876                 if (isNull(scs)) {
4877                     ds = tl(ds);
4878                 } else {
4879                     List next = tl(ds);
4880                     tl(ds)    = cs;
4881                     cs        = ds;
4882                     ds        = next;
4883                 }
4884             }
4885
4886             if (cellIsMember(s,ss)) {   /* check for repeated uses         */
4887                 ERRMSG(l) "Repeated field name \"%s\" in field list",
4888                           textToStr(name(s).text)
4889                 EEND;
4890             }
4891             ss = cons(s,ss);
4892         }
4893
4894         if (isNull(cs)) {               /* Are there any matching constrs? */
4895             ERRMSG(l) "No constructor has all of the fields specified in "
4896             ETHEN ERREXPR(e);
4897             ERRTEXT "\n"
4898             EEND;
4899         }
4900
4901         snd(fb) = (isP ? checkPat(l,snd(fb)) : depExpr(l,snd(fb)));
4902     }
4903     return cs;
4904 }
4905
4906 #if IPARAM
4907 static Void local depWith(line,e)       /* check with using fields         */
4908 Int  line;
4909 Cell e; {
4910     fst(snd(e)) = depExpr(line,fst(snd(e)));
4911     snd(snd(e)) = depDwFlds(line,e,snd(snd(e)));
4912 }
4913
4914 static List local depDwFlds(l,e,fs)/* check field binding list     */
4915 Int  l;
4916 Cell e;
4917 List fs;
4918 {
4919     Cell c = fs;
4920     for (; nonNull(c); c=tl(c)) {       /* for each field binding          */
4921         snd(hd(c)) = depExpr(l,snd(hd(c)));
4922     }
4923     return fs;
4924 }
4925 #endif
4926
4927 #if TREX
4928 static Cell local depRecord(line,e)     /* find dependents of record and   */
4929 Int  line;                              /* sort fields into approp. order  */
4930 Cell e; {                               /* to make construction and update */
4931     List exts = NIL;                    /* more efficient.                 */
4932     Cell r    = e;
4933
4934     h98DoesntSupport(line,"extensible records");
4935     do {                                /* build up list of extensions     */
4936         Text   t    = extText(fun(fun(r)));
4937         String s    = textToStr(t);
4938         List   prev = NIL;
4939         List   nx   = exts;
4940         while (nonNull(nx) && strcmp(textToStr(extText(fun(fun(nx)))),s)>0) {
4941             prev = nx;
4942             nx   = extRow(nx);
4943         }
4944         if (nonNull(nx) && t==extText(fun(fun(nx)))) {
4945             ERRMSG(line) "Repeated label \"%s\" in record ", s
4946             ETHEN ERREXPR(e);
4947             ERRTEXT "\n"
4948             EEND;
4949         }
4950         if (isNull(prev)) {
4951             exts = cons(fun(r),exts);
4952         } else {
4953             tl(prev) = cons(fun(r),nx);
4954         }
4955         extField(r) = depExpr(line,extField(r));
4956         r           = extRow(r);
4957     } while (isAp(r) && isAp(fun(r)) && isExt(fun(fun(r))));
4958     r = depExpr(line,r);
4959     return revOnto(exts,r);
4960 }
4961 #endif
4962
4963
4964 /* --------------------------------------------------------------------------
4965  * Several parts of this program require an algorithm for sorting a list
4966  * of values (with some added dependency information) into a list of strongly
4967  * connected components in which each value appears before its dependents.
4968  *
4969  * Each of these algorithms is obtained by parameterising a standard
4970  * algorithm in "scc.c" as shown below.
4971  * ------------------------------------------------------------------------*/
4972
4973 #define  SCC2            tcscc          /* make scc algorithm for Tycons   */
4974 #define  LOWLINK         tclowlink
4975 #define  DEPENDS(c)      (isTycon(c) ? tycon(c).kind : cclass(c).kinds)
4976 #define  SETDEPENDS(c,v) if(isTycon(c)) tycon(c).kind=v; else cclass(c).kinds=v
4977 #include "scc.c"
4978 #undef   SETDEPENDS
4979 #undef   DEPENDS
4980 #undef   LOWLINK
4981 #undef   SCC2
4982
4983 #define  SCC             bscc           /* make scc algorithm for Bindings */
4984 #define  LOWLINK         blowlink
4985 #define  DEPENDS(t)      depVal(t)
4986 #define  SETDEPENDS(c,v) depVal(c)=v
4987 #include "scc.c"
4988 #undef   SETDEPENDS
4989 #undef   DEPENDS
4990 #undef   LOWLINK
4991 #undef   SCC
4992
4993 /* --------------------------------------------------------------------------
4994  * Main static analysis:
4995  * ------------------------------------------------------------------------*/
4996
4997 Void checkExp() {                       /* Top level static check on Expr  */
4998     staticAnalysis(RESET);
4999     clearScope();                       /* Analyse expression in the scope */
5000     withinScope(NIL);                   /* of no local bindings            */
5001     inputExpr = depExpr(0,inputExpr);
5002     leaveScope();
5003     staticAnalysis(RESET);
5004 }
5005
5006 #if EXPLAIN_INSTANCE_RESOLUTION
5007 Void checkContext(void) {               /* Top level static check on Expr  */
5008     List vs, qs;
5009
5010     staticAnalysis(RESET);
5011     clearScope();                       /* Analyse expression in the scope */
5012     withinScope(NIL);                   /* of no local bindings            */
5013     qs = inputContext;
5014     for (vs = NIL; nonNull(qs); qs=tl(qs)) {
5015         vs = typeVarsIn(hd(qs),NIL,NIL,vs);
5016     }
5017     map2Proc(depPredExp,0,vs,inputContext);
5018     leaveScope();
5019     staticAnalysis(RESET);
5020 }
5021 #endif
5022
5023 Void checkDefns ( Module thisModule ) { /* Top level static analysis       */
5024     Text modName = module(thisModule).text;
5025
5026     staticAnalysis(RESET);
5027
5028     setCurrModule(thisModule);
5029
5030     /* Resolve module references */
5031     mapProc(checkQualImport,  module(thisModule).qualImports);
5032     mapProc(checkUnqualImport,unqualImports);
5033     /* Add "import Prelude" if there`s no explicit import */
5034     if (modName == textPrelPrim || modName == textPrelude) {
5035       /* Nothing. */
5036     } else if (isNull(cellAssoc(modulePrelude,unqualImports))
5037                && isNull(cellRevAssoc(modulePrelude,module(thisModule).qualImports))) {
5038       unqualImports = cons(pair(modulePrelude,DOTDOT),unqualImports);
5039     } else {
5040       /* Every module implicitly contains "import qualified Prelude"
5041        */
5042       module(thisModule).qualImports
5043         =cons(pair(mkCon(textPrelude),modulePrelude),
5044               module(thisModule).qualImports);
5045     }
5046     mapProc(checkImportList, unqualImports);
5047
5048     /* Note: there's a lot of side-effecting going on here, so
5049        don't monkey about with the order of operations here unless
5050        you know what you are doing */
5051     if (!combined) linkPreludeTC();     /* Get prelude tycons and classes  */
5052
5053     mapProc(checkTyconDefn,tyconDefns); /* validate tycon definitions      */
5054     checkSynonyms(tyconDefns);          /* check synonym definitions       */
5055     mapProc(checkClassDefn,classDefns); /* process class definitions       */
5056     mapProc(kindTCGroup,tcscc(tyconDefns,classDefns)); /* attach kinds     */
5057     mapProc(visitClass,classDefns);     /* check class hierarchy           */
5058     mapProc(extendFundeps,classDefns);  /* finish class definitions        */
5059                                         /* (convenient if we do this after */
5060                                         /* calling `visitClass' so that we */
5061                                         /* know the class hierarchy is     */
5062                                         /* acyclic)                        */
5063
5064     mapProc(addMembers,classDefns);     /* add definitions for member funs */
5065
5066     if (!combined) linkPreludeCM();     /* Get prelude cfuns and mfuns     */
5067
5068     instDefns = rev(instDefns);         /* process instance definitions    */
5069     mapProc(checkInstDefn,instDefns);
5070
5071     setCurrModule(thisModule);
5072     mapProc(addRSsigdecls,typeInDefns); /* add sigdecls for RESTRICTSYN    */
5073     valDefns   = eqnsToBindings(valDefns,tyconDefns,classDefns,/*primDefns*/NIL);
5074     mapProc(allNoPrevDef,valDefns);     /* check against previous defns    */
5075     mapProc(addDerivImp,derivedInsts);  /* Add impls for derived instances */
5076     deriveContexts(derivedInsts);       /* Calculate derived inst contexts */
5077     instDefns  = appendOnto(instDefns,derivedInsts);
5078     checkDefaultDefns();                /* validate default definitions    */
5079
5080     mapProc(allNoPrevDef,valDefns);     /* check against previous defns    */
5081
5082     if (!combined) linkPrimNames();     /* link primitive names           */
5083
5084     mapProc(checkForeignImport,foreignImports); /* check foreign imports   */
5085     mapProc(checkForeignExport,foreignExports); /* check foreign exports   */
5086     foreignImports = NIL;
5087     foreignExports = NIL;
5088
5089     /* Every top-level name has now been created - so we can build the     */
5090     /* export list.  Note that this has to happen before dependency        */
5091     /* analysis so that references to Prelude.foo will be resolved         */
5092     /* when compiling the prelude.                                         */
5093     module(thisModule).exports
5094        = checkExports ( module(thisModule).exports, thisModule );
5095
5096     mapProc(checkTypeIn,typeInDefns);   /* check restricted synonym defns  */
5097
5098     clearScope();
5099     withinScope(valDefns);
5100     valDefns = topDependAnal(valDefns); /* top level dependency ordering   */
5101     mapProc(depDefaults,classDefns);    /* dep. analysis on class defaults */
5102     mapProc(depInsts,instDefns);        /* dep. analysis on inst defns     */
5103     leaveScope();
5104
5105     /* ToDo: evalDefaults should match current evaluation module */
5106     evalDefaults = defaultDefns;        /* Set defaults for evaluator      */
5107
5108     staticAnalysis(RESET);
5109 }
5110
5111
5112
5113
5114 static Void local addRSsigdecls(pr)     /* add sigdecls from TYPE ... IN ..*/
5115 Pair pr; {
5116     List vs = snd(pr);                  /* get list of variables           */
5117     for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
5118         if (fst(hd(vs))==SIGDECL) {     /* find a sigdecl                  */
5119             valDefns = cons(hd(vs),valDefns);   /* add to valDefns         */
5120             hd(vs)   = hd(snd3(snd(hd(vs))));   /* and replace with var    */
5121         }
5122     }
5123 }
5124
5125 static Void local allNoPrevDef(b)        /* ensure no previous bindings for*/
5126 Cell b; {                                /* variables in new binding       */
5127     if (isVar(fst(b))) {
5128         noPrevDef(rhsLine(snd(hd(snd(snd(b))))),fst(b));
5129     } else {
5130         Int line = rhsLine(snd(snd(snd(b))));
5131         map1Proc(noPrevDef,line,fst(b));
5132     }
5133 }
5134
5135 static Void local noPrevDef(line,v)      /* ensure no previous binding for */
5136 Int  line;                               /* new variable                   */
5137 Cell v; {
5138     Name n = findName(textOf(v));
5139
5140     if (isNull(n)) {
5141         n            = newName(textOf(v),NIL);
5142         name(n).defn = PREDEFINED;
5143     } else if (name(n).defn!=PREDEFINED) {
5144         duplicateError(line,name(n).mod,name(n).text,"variable");
5145     }
5146     name(n).line = line;
5147 }
5148
5149 static Void local duplicateErrorAux(line,mod,t,kind)/* report duplicate defn */
5150 Int    line;
5151 Module mod;
5152 Text   t;
5153 String kind; {
5154     if (mod == currentModule) {
5155         ERRMSG(line) "Repeated definition for %s \"%s\"", kind,
5156                      textToStr(t)
5157         EEND;
5158     } else {
5159         ERRMSG(line) "Definition of %s \"%s\" clashes with import", kind,
5160                      textToStr(t)
5161         EEND;
5162     }
5163 }
5164
5165 static Void local checkTypeIn(cvs)      /* Check that vars in restricted   */
5166 Pair cvs; {                             /* synonym are defined             */
5167     Tycon c  = fst(cvs);
5168     List  vs = snd(cvs);
5169
5170     for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
5171         if (isNull(findName(textOf(hd(vs))))) {
5172             ERRMSG(tycon(c).line)
5173                 "No top level binding of \"%s\" for restricted synonym \"%s\"",
5174                 textToStr(textOf(hd(vs))), textToStr(tycon(c).text)
5175             EEND;
5176         }
5177     }
5178 }
5179
5180 /* --------------------------------------------------------------------------
5181  * Haskell 98 compatibility tests:
5182  * ------------------------------------------------------------------------*/
5183
5184 Bool h98Pred(allowArgs,pi)              /* Check syntax of Hask98 predicate*/
5185 Bool allowArgs;
5186 Cell pi; {
5187     return isClass(getHead(pi)) && argCount==1 &&
5188            isOffset(getHead(arg(pi))) && (argCount==0 || allowArgs);
5189 }
5190
5191 Cell h98Context(allowArgs,ps)           /* Check syntax of Hask98 context  */
5192 Bool allowArgs;
5193 List ps; {
5194     for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {
5195         if (!h98Pred(allowArgs,hd(ps))) {
5196             return hd(ps);
5197         }
5198     }
5199     return NIL;
5200 }
5201
5202 Void h98CheckCtxt(line,wh,allowArgs,ps,in)
5203 Int    line;                            /* Report illegal context/predicate*/
5204 String wh;
5205 Bool   allowArgs;
5206 List   ps;
5207 Inst   in; {
5208     if (haskell98) {
5209         Cell pi = h98Context(allowArgs,ps);
5210         if (nonNull(pi)) {
5211             ERRMSG(line) "Illegal Haskell 98 class constraint in %s",wh ETHEN
5212             if (nonNull(in)) {
5213                 ERRTEXT  "\n*** Instance   : " ETHEN ERRPRED(inst(in).head);
5214             }
5215             ERRTEXT      "\n*** Constraint : " ETHEN ERRPRED(pi);
5216             if (nonNull(ps) && nonNull(tl(ps))) {
5217                 ERRTEXT  "\n*** Context    : " ETHEN ERRCONTEXT(ps);
5218             }
5219             ERRTEXT      "\n"
5220             EEND;
5221         }
5222     }
5223 }
5224
5225 Void h98CheckType(line,wh,e,t)          /* Check for Haskell 98 type       */
5226 Int    line;
5227 String wh;
5228 Cell   e;
5229 Type   t; {
5230     if (haskell98) {
5231         Type ty = t;
5232         if (isPolyType(t))
5233             t = monotypeOf(t);
5234         if (isQualType(t)) {
5235             Cell pi = h98Context(TRUE,fst(snd(t)));
5236             if (nonNull(pi)) {
5237                 ERRMSG(line) "Illegal Haskell 98 class constraint in %s",wh
5238                 ETHEN
5239                 ERRTEXT  "\n*** Expression : " ETHEN ERREXPR(e);
5240                 ERRTEXT  "\n*** Type       : " ETHEN ERRTYPE(ty);
5241                 ERRTEXT  "\n"
5242                 EEND;
5243             }
5244         }
5245     }
5246 }
5247
5248 Void h98DoesntSupport(line,wh)          /* Report feature missing in H98   */
5249 Int    line;
5250 String wh; {
5251     if (haskell98) {
5252         ERRMSG(line) "Haskell 98 does not support %s", wh
5253         EEND;
5254     }
5255 }
5256
5257 /* --------------------------------------------------------------------------
5258  * Static Analysis control:
5259  * ------------------------------------------------------------------------*/
5260
5261 Void staticAnalysis(what)
5262 Int what; {
5263     switch (what) {
5264         case RESET   : cfunSfuns    = NIL;
5265                        daSccs       = NIL;
5266                        patVars      = NIL;
5267                        bounds       = NIL;
5268                        bindings     = NIL;
5269                        depends      = NIL;
5270                        tcDeps       = NIL;
5271                        derivedInsts = NIL;
5272                        diVars       = NIL;
5273                        diNum        = 0;
5274                        unkindTypes  = NIL;
5275                        break;
5276
5277         case MARK    : mark(daSccs);
5278                        mark(patVars);
5279                        mark(bounds);
5280                        mark(bindings);
5281                        mark(depends);
5282                        mark(tcDeps);
5283                        mark(derivedInsts);
5284                        mark(diVars);
5285                        mark(cfunSfuns);
5286                        mark(unkindTypes);
5287 #if TREX
5288                        mark(extKind);
5289 #endif
5290                        break;
5291
5292         case POSTPREL: break;
5293
5294         case PREPREL : staticAnalysis(RESET);
5295 #if TREX
5296                        extKind = pair(STAR,pair(ROW,ROW));
5297 #endif
5298     }
5299 }
5300
5301 /*-------------------------------------------------------------------------*/