ghc/interpreter/type.c

   1
   2 /* --------------------------------------------------------------------------
   3  * This is the Hugs type checker
   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: type.c,v $
  12  * $Revision: 1.17 $
  13  * $Date: 1999/11/29 18:59:34 $
  14  * ------------------------------------------------------------------------*/
  15
  16 #include "prelude.h"
  17 #include "storage.h"
  18 #include "backend.h"
  19 #include "connect.h"
  20 #include "link.h"
  21 #include "errors.h"
  22 #include "subst.h"
  23 #include "Assembler.h" /* for AsmCTypes */
  24
  25 /*#define DEBUG_TYPES*/
  26 /*#define DEBUG_KINDS*/
  27 /*#define DEBUG_DEFAULTS*/
  28 /*#define DEBUG_SELS*/
  29 /*#define DEBUG_DEPENDS*/
  30 /*#define DEBUG_DERIVING*/
  31 /*#define DEBUG_CODE*/
  32
  33 Bool catchAmbigs       = FALSE;         /* TRUE => functions with ambig.   */
  34                                         /*         types produce error     */
  35
  36
  37 /* --------------------------------------------------------------------------
  38  * Local function prototypes:
  39  * ------------------------------------------------------------------------*/
  40
  41 static Void   local emptyAssumption   Args((Void));
  42 static Void   local enterBindings     Args((Void));
  43 static Void   local leaveBindings     Args((Void));
  44 static Int    local defType           Args((Cell));
  45 static Type   local useType           Args((Cell));
  46 static Void   local markAssumList     Args((List));
  47 static Cell   local findAssum         Args((Text));
  48 static Pair   local findInAssumList   Args((Text,List));
  49 static List   local intsIntersect     Args((List,List));
  50 static List   local genvarAllAss      Args((List));
  51 static List   local genvarAnyAss      Args((List));
  52 static Int    local newVarsBind       Args((Cell));
  53 static Void   local newDefnBind       Args((Cell,Type));
  54
  55 static Void   local enterPendingBtyvs Args((Void));
  56 static Void   local leavePendingBtyvs Args((Void));
  57 static Cell   local patBtyvs          Args((Cell));
  58 static Void   local doneBtyvs         Args((Int));
  59 static Void   local enterSkolVars     Args((Void));
  60 static Void   local leaveSkolVars     Args((Int,Type,Int,Int));
  61
  62 static Void   local typeError         Args((Int,Cell,Cell,String,Type,Int));
  63 static Void   local reportTypeError   Args((Int,Cell,Cell,String,Type,Type));
  64 static Void   local cantEstablish     Args((Int,String,Cell,Type,List));
  65 static Void   local tooGeneral        Args((Int,Cell,Type,Type));
  66
  67 static Cell   local typeExpr          Args((Int,Cell));
  68
  69 static Cell   local typeAp            Args((Int,Cell));
  70 static Type   local typeExpected      Args((Int,String,Cell,Type,Int,Int,Bool));
  71 static Void   local typeAlt           Args((String,Cell,Cell,Type,Int,Int));
  72 static Int    local funcType          Args((Int));
  73 static Void   local typeCase          Args((Int,Int,Cell));
  74 static Void   local typeComp          Args((Int,Type,Cell,List));
  75 static Cell   local typeMonadComp     Args((Int,Cell));
  76 static Void   local typeDo            Args((Int,Cell));
  77 static Void   local typeConFlds       Args((Int,Cell));
  78 static Void   local typeUpdFlds       Args((Int,Cell));
  79 #if IPARAM
  80 static Cell   local typeWith          Args((Int,Cell));
  81 #endif
  82 static Cell   local typeFreshPat      Args((Int,Cell));
  83
  84 static Void   local typeBindings      Args((List));
  85 static Void   local removeTypeSigs    Args((Cell));
  86
  87 static Void   local monorestrict      Args((List));
  88 static Void   local restrictedBindAss Args((Cell));
  89 static Void   local restrictedAss     Args((Int,Cell,Type));
  90
  91 static Void   local unrestricted      Args((List));
  92 static List   local itbscc            Args((List));
  93 static Void   local addEvidParams     Args((List,Cell));
  94
  95 static Void   local typeClassDefn     Args((Class));
  96 static Void   local typeInstDefn      Args((Inst));
  97 static Void   local typeMember        Args((String,Name,Cell,List,Cell,Int));
  98
  99 static Void   local typeBind          Args((Cell));
 100 static Void   local typeDefAlt        Args((Int,Cell,Pair));
 101 static Cell   local typeRhs           Args((Cell));
 102 static Void   local guardedType       Args((Int,Cell));
 103
 104 static Void   local genBind           Args((List,Cell));
 105 static Void   local genAss            Args((Int,List,Cell,Type));
 106 static Type   local genTest           Args((Int,Cell,List,Type,Type,Int));
 107 static Type   local generalize        Args((List,Type));
 108 static Bool   local equalTypes        Args((Type,Type));
 109
 110 static Void   local typeDefnGroup     Args((List));
 111 static Pair   local typeSel           Args((Name));
 112
 113
 114
 115 /* --------------------------------------------------------------------------
 116  * Assumptions:
 117  *
 118  * A basic typing statement is a pair (Var,Type) and an assumption contains
 119  * an ordered list of basic typing statements in which the type for a given
 120  * variable is given by the most recently added assumption about that var.
 121  *
 122  * In practice, the assumption set is split between a pair of lists, one
 123  * holding assumptions for vars defined in bindings, the other for vars
 124  * defined in patterns/binding parameters etc.  The reason for this
 125  * separation is that vars defined in bindings may be overloaded (with the
 126  * overloading being unknown until the whole binding is typed), whereas the
 127  * vars defined in patterns have no overloading.  A form of dependency
 128  * analysis (at least as far as calculating dependents within the same group
 129  * of value bindings) is required to implement this.  Where it is known that
 130  * no overloaded values are defined in a binding (i.e., when the `dreaded
 131  * monomorphism restriction' strikes), the list used to record dependents
 132  * is flagged with a NODEPENDS tag to avoid gathering dependents at that
 133  * level.
 134  *
 135  * To interleave between vars for bindings and vars for patterns, we use
 136  * a list of lists of typing statements for each.  These lists are always
 137  * the same length.  The implementation here is very similar to that of the
 138  * dependency analysis used in the static analysis component of this system.
 139  *
 140  * To deal with polymorphic recursion, variables defined in bindings can be
 141  * assigned types of the form (POLYREC,(def,use)), where def is a type
 142  * variable for the type of the defining occurence, and use is a type
 143  * scheme for (recursive) calls/uses of the variable.
 144  * ------------------------------------------------------------------------*/
 145
 146 static List defnBounds;                 /*::[[(Var,Type)]] possibly ovrlded*/
 147 static List varsBounds;                 /*::[[(Var,Type)]] not overloaded  */
 148 static List depends;                    /*::[?[Var]] dependents/NODEPENDS  */
 149 static List skolVars;                   /*::[[Var]] skolem vars            */
 150 static List localEvs;                   /*::[[(Pred,offset,ev)]]           */
 151 static List savedPs;                    /*::[[(Pred,offset,ev)]]           */
 152 static Cell dummyVar;                   /* Used to put extra tvars into ass*/
 153
 154 #define saveVarsAss()     List saveAssump = hd(varsBounds)
 155 #define restoreVarsAss()  hd(varsBounds)  = saveAssump
 156 #define addVarAssump(v,t) hd(varsBounds)  = cons(pair(v,t),hd(varsBounds))
 157 #define findTopBinding(v) findInAssumList(textOf(v),hd(defnBounds))
 158
 159 static Void local emptyAssumption() {   /* set empty type assumption       */
 160     defnBounds = NIL;
 161     varsBounds = NIL;
 162     depends    = NIL;
 163     skolVars   = NIL;
 164     localEvs   = NIL;
 165     savedPs    = NIL;
 166 }
 167
 168 static Void local enterBindings() {    /* Add new level to assumption sets */
 169     defnBounds = cons(NIL,defnBounds);
 170     varsBounds = cons(NIL,varsBounds);
 171     depends    = cons(NIL,depends);
 172 }
 173
 174 static Void local leaveBindings() {    /* Drop one level of assumptions    */
 175     defnBounds = tl(defnBounds);
 176     varsBounds = tl(varsBounds);
 177     depends    = tl(depends);
 178 }
 179
 180 static Int local defType(a)             /* Return type for defining occ.   */
 181 Cell a; {                               /* of a var from assumption pair  */
 182     return (isPair(a) && fst(a)==POLYREC) ? fst(snd(a)) : a;
 183 }
 184
 185 static Type local useType(a)            /* Return type for use of a var    */
 186 Cell a; {                               /* defined in an assumption        */
 187     return (isPair(a) && fst(a)==POLYREC) ? snd(snd(a)) : a;
 188 }
 189
 190 static Void local markAssumList(as)     /* Mark all types in assumption set*/
 191 List as; {                              /* :: [(Var, Type)]                */
 192     for (; nonNull(as); as=tl(as)) {    /* No need to mark generic types;  */
 193         Type t = defType(snd(hd(as)));  /* the only free variables in those*/
 194         if (!isPolyType(t))             /* must have been free earlier too */
 195             markType(t,0);
 196     }
 197 }
 198
 199 static Cell local findAssum(t)         /* Find most recent assumption about*/
 200 Text t; {                              /* variable named t, if any         */
 201     List defnBounds1 = defnBounds;     /* return translated variable, with */
 202     List varsBounds1 = varsBounds;     /* type in typeIs                   */
 203     List depends1    = depends;
 204
 205     while (nonNull(defnBounds1)) {
 206         Pair ass = findInAssumList(t,hd(varsBounds1));/* search varsBounds */
 207         if (nonNull(ass)) {
 208             typeIs = snd(ass);
 209             return fst(ass);
 210         }
 211
 212         ass = findInAssumList(t,hd(defnBounds1));     /* search defnBounds */
 213         if (nonNull(ass)) {
 214             Cell v = fst(ass);
 215             typeIs = snd(ass);
 216
 217             if (hd(depends1)!=NODEPENDS &&            /* save dependent?   */
 218                   isNull(v=varIsMember(t,hd(depends1))))
 219                 /* N.B. make new copy of variable and store this on list of*/
 220                 /* dependents, and in the assumption so that all uses of   */
 221                 /* the variable will be at the same node, if we need to    */
 222                 /* overwrite the call of a function with a translation...  */
 223                 hd(depends1) = cons(v=mkVar(t),hd(depends1));
 224
 225             return v;
 226         }
 227
 228         defnBounds1 = tl(defnBounds1);                /* look in next level*/
 229         varsBounds1 = tl(varsBounds1);                /* of assumption set */
 230         depends1    = tl(depends1);
 231     }
 232     return NIL;
 233 }
 234
 235 static Pair local findInAssumList(t,as)/* Search for assumption for var    */
 236 Text t;                                /* named t in list of assumptions as*/
 237 List as; {
 238     for (; nonNull(as); as=tl(as))
 239         if (textOf(fst(hd(as)))==t)
 240             return hd(as);
 241     return NIL;
 242 }
 243
 244 static List local intsIntersect(as,bs)  /* calculate intersection of lists */
 245 List as, bs; {                          /* of integers (as sets)           */
 246     List ts = NIL;                      /* destructively modifies as       */
 247     while (nonNull(as))
 248         if (intIsMember(intOf(hd(as)),bs)) {
 249             List temp = tl(as);
 250             tl(as)    = ts;
 251             ts        = as;
 252             as        = temp;
 253         }
 254         else
 255             as = tl(as);
 256     return ts;
 257 }
 258
 259 static List local genvarAllAss(as)      /* calculate generic vars that are */
 260 List as; {                              /* in every type in assumptions as */
 261     List vs = genvarTyvar(intOf(defType(snd(hd(as)))),NIL);
 262     for (as=tl(as); nonNull(as) && nonNull(vs); as=tl(as))
 263         vs = intsIntersect(vs,genvarTyvar(intOf(defType(snd(hd(as)))),NIL));
 264     return vs;
 265 }
 266
 267 static List local genvarAnyAss(as)      /* calculate generic vars that are */
 268 List as; {                              /* in any type in assumptions as   */
 269     List vs = genvarTyvar(intOf(defType(snd(hd(as)))),NIL);
 270     for (as=tl(as); nonNull(as); as=tl(as))
 271         vs = genvarTyvar(intOf(defType(snd(hd(as)))),vs);
 272     return vs;
 273 }
 274
 275 static Int local newVarsBind(v)        /* make new assump for pattern var  */
 276 Cell v; {
 277     Int beta = newTyvars(1);
 278     addVarAssump(v,mkInt(beta));
 279 #ifdef DEBUG_TYPES
 280     Printf("variable, assume ");
 281     printExp(stdout,v);
 282     Printf(" :: _%d\n",beta);
 283 #endif
 284     return beta;
 285 }
 286
 287 static Void local newDefnBind(v,type)  /* make new assump for defn var     */
 288 Cell v;                                /* and set type if given (nonNull)  */
 289 Type type; {
 290     Int  beta      = newTyvars(1);
 291     Cell ta        = mkInt(beta);
 292     instantiate(type);
 293     if (nonNull(type) && isPolyType(type))
 294         ta = pair(POLYREC,pair(ta,type));
 295     hd(defnBounds) = cons(pair(v,ta), hd(defnBounds));
 296 #ifdef DEBUG_TYPES
 297     Printf("definition, assume ");
 298     printExp(stdout,v);
 299     Printf(" :: _%d\n",beta);
 300 #endif
 301     bindTv(beta,typeIs,typeOff);       /* Bind beta to new type skeleton   */
 302 }
 303
 304 /* --------------------------------------------------------------------------
 305  * Predicates:
 306  * ------------------------------------------------------------------------*/
 307
 308 #include "preds.c"
 309
 310 /* --------------------------------------------------------------------------
 311  * Bound and skolemized type variables:
 312  * ------------------------------------------------------------------------*/
 313
 314 static List pendingBtyvs = NIL;
 315
 316 static Void local enterPendingBtyvs() {
 317     enterBtyvs();
 318     pendingBtyvs = cons(NIL,pendingBtyvs);
 319 }
 320
 321 static Void local leavePendingBtyvs() {
 322     List pts     = hd(pendingBtyvs);
 323     pendingBtyvs = tl(pendingBtyvs);
 324     for (; nonNull(pts); pts=tl(pts)) {
 325         Int  line = intOf(fst(hd(pts)));
 326         List vs   = snd(hd(pts));
 327         Int  i    = 0;
 328         clearMarks();
 329         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
 330             Cell v = fst(hd(vs));
 331             Cell t = copyTyvar(intOf(snd(hd(vs))));
 332             if (!isOffset(t)) {
 333                 ERRMSG(line) "Type annotation uses variable " ETHEN ERREXPR(v);
 334                 ERRTEXT      " where a more specific type "   ETHEN ERRTYPE(t);
 335                 ERRTEXT      " was inferred"
 336                 EEND;
 337             }
 338             else if (offsetOf(t)!=i) {
 339                 List us = snd(hd(pts));
 340                 Int  j  = offsetOf(t);
 341                 if (j>=i)
 342                     internal("leavePendingBtyvs");
 343                 for (; j>0; j--)
 344                     us = tl(us);
 345                 ERRMSG(line) "Type annotation uses distinct variables " ETHEN
 346                 ERREXPR(v);  ERRTEXT " and " ETHEN ERREXPR(fst(hd(us)));
 347                 ERRTEXT      " where a single variable was inferred"
 348                 EEND;
 349             }
 350             else
 351                 i++;
 352         }
 353     }
 354     leaveBtyvs();
 355 }
 356
 357 static Cell local patBtyvs(p)           /* Strip bound type vars from pat  */
 358 Cell p; {
 359     if (whatIs(p)==BIGLAM) {
 360         List bts = hd(btyvars) = fst(snd(p));
 361         for (p=snd(snd(p)); nonNull(bts); bts=tl(bts)) {
 362             Int beta          = newTyvars(1);
 363             tyvar(beta)->kind = snd(hd(bts));
 364             snd(hd(bts))      = mkInt(beta);
 365         }
 366     }
 367     return p;
 368 }
 369
 370 static Void local doneBtyvs(l)
 371 Int l; {
 372     if (nonNull(hd(btyvars))) {         /* Save bound tyvars               */
 373         hd(pendingBtyvs) = cons(pair(mkInt(l),hd(btyvars)),hd(pendingBtyvs));
 374         hd(btyvars)      = NIL;
 375     }
 376 }
 377
 378 static Void local enterSkolVars() {
 379     skolVars = cons(NIL,skolVars);
 380     localEvs = cons(NIL,localEvs);
 381     savedPs  = cons(preds,savedPs);
 382     preds    = NIL;
 383 }
 384
 385 static Void local leaveSkolVars(l,t,o,m)
 386 Int  l;
 387 Type t;
 388 Int  o;
 389 Int  m; {
 390     if (nonNull(hd(localEvs))) {        /* Check for local predicates      */
 391         List sks = hd(skolVars);
 392         List sps = NIL;
 393         if (isNull(sks)) {
 394             internal("leaveSkolVars");
 395         }
 396         markAllVars();                  /* Mark all variables in current   */
 397         do {                            /* substitution, then unmark sks.  */
 398             tyvar(intOf(fst(hd(sks))))->offs = UNUSED_GENERIC;
 399             sks = tl(sks);
 400         } while (nonNull(sks));
 401         normPreds(l);
 402         sps   = elimPredsUsing(hd(localEvs),sps);
 403         preds = revOnto(preds,sps);
 404     }
 405
 406     if (nonNull(hd(skolVars))) {        /* Check that Skolem vars do not   */
 407         List vs;                        /* escape their scope              */
 408         Int  i = 0;
 409
 410         clearMarks();                   /* Look for occurences in the      */
 411         for (; i<m; i++)                /* inferred type                   */
 412             markTyvar(o+i);
 413         markType(t,o);
 414
 415         for (vs=hd(skolVars); nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
 416             Int vn = intOf(fst(hd(vs)));
 417             if (tyvar(vn)->offs == FIXED_TYVAR) {
 418                 Cell tv = copyTyvar(vn);
 419                 Type ty = liftRank2(t,o,m);
 420                 ERRMSG(l) "Existentially quantified variable in inferred type"
 421                 ETHEN
 422                 ERRTEXT   "\n*** Variable     : " ETHEN ERRTYPE(tv);
 423                 ERRTEXT   "\n*** From pattern : " ETHEN ERREXPR(snd(hd(vs)));
 424                 ERRTEXT   "\n*** Result type  : " ETHEN ERRTYPE(ty);
 425                 ERRTEXT   "\n"
 426                 EEND;
 427             }
 428         }
 429
 430         markBtyvs();                    /* Now check assumptions           */
 431         mapProc(markAssumList,defnBounds);
 432         mapProc(markAssumList,varsBounds);
 433
 434         for (vs=hd(skolVars); nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
 435             Int vn = intOf(fst(hd(vs)));
 436             if (tyvar(vn)->offs == FIXED_TYVAR) {
 437                 ERRMSG(l)
 438                   "Existentially quantified variable escapes from pattern "
 439                 ETHEN ERREXPR(snd(hd(vs)));
 440                 ERRTEXT "\n"
 441                 EEND;
 442             }
 443         }
 444     }
 445     localEvs = tl(localEvs);
 446     skolVars = tl(skolVars);
 447     preds    = revOnto(preds,hd(savedPs));
 448     savedPs  = tl(savedPs);
 449 }
 450
 451 /* --------------------------------------------------------------------------
 452  * Type errors:
 453  * ------------------------------------------------------------------------*/
 454
 455 static Void local typeError(l,e,in,wh,t,o)
 456 Int    l;                             /* line number near type error       */
 457 String wh;                            /* place in which error occurs       */
 458 Cell   e;                             /* source of error                   */
 459 Cell   in;                            /* context if any (NIL if not)       */
 460 Type   t;                             /* should be of type (t,o)           */
 461 Int    o; {                           /* type inferred is (typeIs,typeOff) */
 462
 463     clearMarks();                     /* types printed here are monotypes  */
 464                                       /* use marking to give sensible names*/
 465 #ifdef DEBUG_KINDS
 466 { List vs = genericVars;
 467   for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
 468      Int v = intOf(hd(vs));
 469      Printf("%c :: ", ('a'+tyvar(v)->offs));
 470      printKind(stdout,tyvar(v)->kind);
 471      Putchar('\n');
 472   }
 473 }
 474 #endif
 475
 476     reportTypeError(l,e,in,wh,copyType(typeIs,typeOff),copyType(t,o));
 477 }
 478
 479 static Void local reportTypeError(l,e,in,wh,inft,expt)
 480 Int    l;                               /* Error printing part of typeError*/
 481 Cell   e, in;
 482 String wh;
 483 Type   inft, expt; {
 484     ERRMSG(l)   "Type error in %s", wh    ETHEN
 485     if (nonNull(in)) {
 486         ERRTEXT "\n*** Expression     : " ETHEN ERREXPR(in);
 487     }
 488     ERRTEXT     "\n*** Term           : " ETHEN ERREXPR(e);
 489     ERRTEXT     "\n*** Type           : " ETHEN ERRTYPE(inft);
 490     ERRTEXT     "\n*** Does not match : " ETHEN ERRTYPE(expt);
 491     if (unifyFails) {
 492         ERRTEXT "\n*** Because        : %s", unifyFails ETHEN
 493     }
 494     ERRTEXT "\n"
 495     EEND;
 496 }
 497
 498 #define shouldBe(l,e,in,where,t,o) if (!unify(typeIs,typeOff,t,o)) \
 499                                        typeError(l,e,in,where,t,o);
 500 #define check(l,e,in,where,t,o)    e=typeExpr(l,e); shouldBe(l,e,in,where,t,o)
 501 #define inferType(t,o)             typeIs=t; typeOff=o
 502 #if IPARAM
 503 #define spTypeExpr(l,e)                 svPreds = preds; preds = NIL; e = typeExpr(l,e); preds = revOnto(preds,svPreds);
 504 #define spCheck(l,e,in,where,t,o)       svPreds = preds; preds = NIL; check(l,e,in,where,t,o); preds = revOnto(preds,svPreds);
 505 #else
 506 #define spTypeExpr(l,e)                 e = typeExpr(l,e);
 507 #define spCheck(l,e,in,where,t,o)       check(l,e,in,where,t,o);
 508 #endif
 509
 510 static Void local cantEstablish(line,wh,e,t,ps)
 511 Int    line;                            /* Complain when declared preds    */
 512 String wh;                              /* are not sufficient to discharge */
 513 Cell   e;                               /* or defer the inferred context.  */
 514 Type   t;
 515 List   ps; {
 516     ERRMSG(line) "Cannot justify constraints in %s", wh ETHEN
 517     ERRTEXT      "\n*** Expression    : " ETHEN ERREXPR(e);
 518     ERRTEXT      "\n*** Type          : " ETHEN ERRTYPE(t);
 519     ERRTEXT      "\n*** Given context : " ETHEN ERRCONTEXT(ps);
 520     ERRTEXT      "\n*** Constraints   : " ETHEN ERRCONTEXT(copyPreds(preds));
 521     ERRTEXT "\n"
 522     EEND;
 523 }
 524
 525 static Void local tooGeneral(l,e,dt,it) /* explicit type sig. too general  */
 526 Int  l;
 527 Cell e;
 528 Type dt, it; {
 529     ERRMSG(l) "Inferred type is not general enough" ETHEN
 530     ERRTEXT   "\n*** Expression    : " ETHEN ERREXPR(e);
 531     ERRTEXT   "\n*** Expected type : " ETHEN ERRTYPE(dt);
 532     ERRTEXT   "\n*** Inferred type : " ETHEN ERRTYPE(it);
 533     ERRTEXT   "\n"
 534     EEND;
 535 }
 536
 537 /* --------------------------------------------------------------------------
 538  * Typing of expressions:
 539  * ------------------------------------------------------------------------*/
 540
 541 #define EXPRESSION  0                   /* type checking expression        */
 542 #define NEW_PATTERN 1                   /* pattern, introducing new vars   */
 543 #define OLD_PATTERN 2                   /* pattern, involving bound vars   */
 544 static int tcMode = EXPRESSION;
 545
 546 #ifdef DEBUG_TYPES
 547 static Cell local mytypeExpr    Args((Int,Cell));
 548 static Cell local typeExpr(l,e)
 549 Int l;
 550 Cell e; {
 551     static int number = 0;
 552     Cell retv;
 553     int  mynumber = number++;
 554     List ps;
 555     STACK_CHECK
 556     Printf("%d) to check: ",mynumber);
 557     printExp(stdout,e);
 558     Putchar('\n');
 559     retv = mytypeExpr(l,e);
 560     Printf("%d) result: ",mynumber);
 561     printType(stdout,debugType(typeIs,typeOff));
 562     Printf("\n%d) preds: ",mynumber);
 563     printContext(stdout,debugContext(preds));
 564     Putchar('\n');
 565     return retv;
 566 }
 567 static Cell local mytypeExpr(l,e)       /* Determine type of expr/pattern  */
 568 #else
 569 static Cell local typeExpr(l,e)         /* Determine type of expr/pattern  */
 570 #endif
 571 Int  l;
 572 Cell e; {
 573     static String cond    = "conditional";
 574     static String list    = "list";
 575     static String discr   = "case discriminant";
 576     static String aspat   = "as (@) pattern";
 577     static String typeSig = "type annotation";
 578     static String lambda  = "lambda expression";
 579 #if IPARAM
 580     List svPreds;
 581 #endif
 582
 583     switch (whatIs(e)) {
 584
 585         /* The following cases can occur in either pattern or expr. mode   */
 586
 587         case AP         :
 588         case NAME       :
 589         case VAROPCELL  :
 590         case VARIDCELL  :
 591 #if IPARAM
 592         case IPVAR      :
 593 #endif
 594                           return typeAp(l,e);
 595
 596         case TUPLE      : typeTuple(e);
 597                           break;
 598
 599         case BIGCELL    : {   Int alpha = newTyvars(1);
 600                               inferType(aVar,alpha);
 601                               return ap(ap(nameFromInteger,
 602                                            assumeEvid(predNum,alpha)),
 603                                            e);
 604                           }
 605
 606         case INTCELL    : {   Int alpha = newTyvars(1);
 607                               inferType(aVar,alpha);
 608                               return ap(ap(nameFromInt,
 609                                            assumeEvid(predNum,alpha)),
 610                                            e);
 611                           }
 612
 613         case FLOATCELL  : {   Int alpha = newTyvars(1);
 614                               inferType(aVar,alpha);
 615                               return ap(ap(nameFromDouble,
 616                                            assumeEvid(predFractional,alpha)),
 617                                            e);
 618                           }
 619
 620         case STRCELL    : inferType(typeString,0);
 621                           break;
 622
 623         case CHARCELL   : inferType(typeChar,0);
 624                           break;
 625
 626         case CONFLDS    : typeConFlds(l,e);
 627                           break;
 628
 629         case ESIGN      : snd(snd(e)) = localizeBtyvs(snd(snd(e)));
 630                           return typeExpected(l,typeSig,
 631                                               fst(snd(e)),snd(snd(e)),
 632                                               0,0,FALSE);
 633
 634 #if TREX
 635         case EXT        : {   Int beta = newTyvars(2);
 636                               Cell pi  = ap(e,aVar);
 637                               Type t   = fn(aVar,
 638                                          fn(ap(typeRec,bVar),
 639                                             ap(typeRec,ap(ap(e,aVar),bVar))));
 640                               tyvar(beta+1)->kind = ROW;
 641                               inferType(t,beta);
 642                               return ap(e,assumeEvid(pi,beta+1));
 643                           }
 644 #endif
 645
 646         /* The following cases can only occur in expr mode                 */
 647
 648         case UPDFLDS    : typeUpdFlds(l,e);
 649                           break;
 650
 651 #if IPARAM
 652         case WITHEXP    : return typeWith(l,e);
 653 #endif
 654
 655         case COND       : {   Int beta = newTyvars(1);
 656                               check(l,fst3(snd(e)),e,cond,typeBool,0);
 657                               spCheck(l,snd3(snd(e)),e,cond,aVar,beta);
 658                               spCheck(l,thd3(snd(e)),e,cond,aVar,beta);
 659                               tyvarType(beta);
 660                           }
 661                           break;
 662
 663         case LETREC     : enterBindings();
 664                           enterSkolVars();
 665                           mapProc(typeBindings,fst(snd(e)));
 666                           spTypeExpr(l,snd(snd(e)));
 667                           leaveBindings();
 668                           leaveSkolVars(l,typeIs,typeOff,0);
 669                           break;
 670
 671         case FINLIST    : {   Int  beta = newTyvars(1);
 672                               List xs;
 673                               for (xs=snd(e); nonNull(xs); xs=tl(xs)) {
 674                                  spCheck(l,hd(xs),e,list,aVar,beta);
 675                               }
 676                               inferType(listof,beta);
 677                           }
 678                           break;
 679
 680         case DOCOMP     : typeDo(l,e);
 681                           break;
 682
 683         case COMP       : return typeMonadComp(l,e);
 684
 685         case CASE       : {    Int beta = newTyvars(2);    /* discr result */
 686                                check(l,fst(snd(e)),NIL,discr,aVar,beta);
 687                                map2Proc(typeCase,l,beta,snd(snd(e)));
 688                                tyvarType(beta+1);
 689                           }
 690                           break;
 691
 692         case LAMBDA     : {   Int beta = newTyvars(1);
 693                               enterPendingBtyvs();
 694                               typeAlt(lambda,e,snd(e),aVar,beta,1);
 695                               leavePendingBtyvs();
 696                               tyvarType(beta);
 697                           }
 698                           break;
 699
 700 #if TREX
 701         case RECSEL     : {   Int beta = newTyvars(2);
 702                               Cell pi  = ap(snd(e),aVar);
 703                               Type t   = fn(ap(typeRec,
 704                                                ap(ap(snd(e),aVar),
 705                                                             bVar)),aVar);
 706                               tyvar(beta+1)->kind = ROW;
 707                               inferType(t,beta);
 708                               return ap(e,assumeEvid(pi,beta+1));
 709                           }
 710 #endif
 711
 712         /* The remaining cases can only occur in pattern mode: */
 713
 714         case WILDCARD   : inferType(aVar,newTyvars(1));
 715                           break;
 716
 717         case ASPAT      : {   Int beta = newTyvars(1);
 718                               snd(snd(e)) = typeExpr(l,snd(snd(e)));
 719                               bindTv(beta,typeIs,typeOff);
 720                               check(l,fst(snd(e)),e,aspat,aVar,beta);
 721                               tyvarType(beta);
 722                           }
 723                           break;
 724
 725         case LAZYPAT    : snd(e) = typeExpr(l,snd(e));
 726                           break;
 727
 728 #if NPLUSK
 729         case ADDPAT     : {   Int alpha = newTyvars(1);
 730                               inferType(typeVarToVar,alpha);
 731                               return ap(e,assumeEvid(predIntegral,alpha));
 732                           }
 733 #endif
 734
 735         default         : internal("typeExpr");
 736    }
 737
 738    return e;
 739 }
 740
 741 /* --------------------------------------------------------------------------
 742  * Typing rules for particular special forms:
 743  * ------------------------------------------------------------------------*/
 744
 745 static Cell local typeAp(l,e)           /* Type check application, which   */
 746 Int  l;                                 /* may be headed with a variable   */
 747 Cell e; {                               /* requires polymorphism, qualified*/
 748     static String app = "application";  /* types, and possible rank2 args. */
 749     Cell h = getHead(e);
 750     Int  n = argCount;
 751     Cell p = NIL;
 752     Cell a = e;
 753     Int  i;
 754 #if IPARAM
 755     List svPreds;
 756 #endif
 757
 758     switch (whatIs(h)) {
 759         case NAME      : typeIs = name(h).type;
 760                          break;
 761
 762         case VAROPCELL :
 763         case VARIDCELL : if (tcMode==NEW_PATTERN) {
 764                              inferType(aVar,newVarsBind(e));
 765                          }
 766                          else {
 767                              Cell v = findAssum(textOf(h));
 768                              if (nonNull(v)) {
 769                                  h      = v;
 770                                  typeIs = (tcMode==OLD_PATTERN)
 771                                                 ? defType(typeIs)
 772                                                 : useType(typeIs);
 773                              }
 774                              else {
 775                                  h = findName(textOf(h));
 776                                  if (isNull(h))
 777                                      internal("typeAp0");
 778                                  typeIs = name(h).type;
 779                              }
 780                          }
 781                          break;
 782
 783 #if IPARAM
 784         case IPVAR    : {   Text t    = textOf(h);
 785                             Int alpha = newTyvars(1);
 786                             Cell ip   = pair(ap(IPCELL,t),aVar);
 787                             Cell ev   = assumeEvid(ip,alpha);
 788                             typeIs    = mkInt(alpha);
 789                             h         = ap(h,ev);
 790                         }
 791                         break;
 792 #endif
 793
 794         default        : h = typeExpr(l,h);
 795                          break;
 796     }
 797
 798     if (isNull(typeIs)) {
 799         internal("typeAp1");
 800     }
 801
 802     instantiate(typeIs);                /* Deal with polymorphism ...      */
 803     if (nonNull(predsAre)) {            /* ... and with qualified types.   */
 804         List evs = NIL;
 805         for (; nonNull(predsAre); predsAre=tl(predsAre)) {
 806             evs = cons(assumeEvid(hd(predsAre),typeOff),evs);
 807         }
 808         if (!isName(h) || !isCfun(h)) {
 809             h = applyToArgs(h,rev(evs));
 810         }
 811     }
 812
 813     if (whatIs(typeIs)==CDICTS) {       /* Deal with local dictionaries    */
 814         List evs = makePredAss(fst(snd(typeIs)),typeOff);
 815         List ps  = evs;
 816         typeIs   = snd(snd(typeIs));
 817         for (; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {
 818             h = ap(h,thd3(hd(ps)));
 819         }
 820         if (tcMode==EXPRESSION) {
 821             preds = revOnto(evs,preds);
 822         } else {
 823             hd(localEvs) = revOnto(evs,hd(localEvs));
 824         }
 825     }
 826
 827     if (whatIs(typeIs)==EXIST) {        /* Deal with existential arguments */
 828         Int n  = intOf(fst(snd(typeIs)));
 829         typeIs = snd(snd(typeIs));
 830         if (!isCfun(getHead(h)) || n>typeFree) {
 831             internal("typeAp2");
 832         } else if (tcMode!=EXPRESSION) {
 833             Int alpha = typeOff + typeFree;
 834             for (; n>0; n--) {
 835                 bindTv(alpha-n,SKOLEM,0);
 836                 hd(skolVars) = cons(pair(mkInt(alpha-n),e),hd(skolVars));
 837             }
 838         }
 839     }
 840
 841     if (whatIs(typeIs)==RANK2) {        /* Deal with rank 2 arguments      */
 842         Int  alpha = typeOff;
 843         Int  m     = typeFree;
 844         Int  nr2   = intOf(fst(snd(typeIs)));
 845         Type body  = snd(snd(typeIs));
 846         List as    = e;
 847         Bool added = FALSE;
 848
 849         if (n<nr2) {                    /* Must have enough arguments      */
 850             ERRMSG(l)   "Use of " ETHEN ERREXPR(h);
 851             if (n>1) {
 852                 ERRTEXT " in "    ETHEN ERREXPR(e);
 853             }
 854             ERRTEXT     " requires at least %d argument%s\n",
 855                         nr2, (nr2==1 ? "" : "s")
 856             EEND;
 857         }
 858
 859         for (i=nr2; i<n; ++i)           /* Find rank two arguments         */
 860             as = fun(as);
 861
 862         for (as=getArgs(as); nonNull(as); as=tl(as), body=arg(body)) {
 863             Type expect = dropRank1(arg(fun(body)),alpha,m);
 864             if (isPolyOrQualType(expect)) {
 865                 if (tcMode==EXPRESSION)         /* poly/qual type in expr  */
 866                     hd(as) = typeExpected(l,app,hd(as),expect,alpha,m,TRUE);
 867                 else if (hd(as)!=WILDCARD) {    /* Pattern binding/match   */
 868                     if (!isVar(hd(as))) {
 869                         ERRMSG(l) "Argument "    ETHEN ERREXPR(arg(as));
 870                         ERRTEXT   " in pattern " ETHEN ERREXPR(e);
 871                         ERRTEXT   " where a variable is required\n"
 872                         EEND;
 873                     }
 874                     if (tcMode==NEW_PATTERN) {  /* Pattern match           */
 875                         if (m>0 && !added) {
 876                             for (i=0; i<m; i++)
 877                                 addVarAssump(dummyVar,mkInt(alpha+i));
 878                             added = TRUE;
 879                         }
 880                         addVarAssump(hd(as),expect);
 881                     }
 882                     else {                      /* Pattern binding         */
 883                         Text t = textOf(hd(as));
 884                         Cell a = findInAssumList(t,hd(defnBounds));
 885                         if (isNull(a))
 886                             internal("typeAp3");
 887                         instantiate(expect);
 888                         if (nonNull(predsAre)) {
 889                             ERRMSG(l) "Cannot use pattern binding for " ETHEN
 890                             ERREXPR(hd(as));
 891                             ERRTEXT   " as a component with a qualified type\n"
 892                             EEND;
 893                         }
 894                         shouldBe(l,hd(as),e,app,aVar,intOf(defType(snd(a))));
 895                     }
 896                 }
 897             }
 898             else {                              /* Not a poly/qual type    */
 899                 spCheck(l,hd(as),e,app,expect,alpha);
 900             }
 901             h = ap(h,hd(as));                   /* Save checked argument   */
 902         }
 903         inferType(body,alpha);
 904         n -= nr2;
 905     }
 906
 907     if (n>0) {                          /* Deal with remaining args        */
 908         Int beta = funcType(n);         /* check h::t1->t2->...->tn->rn+1  */
 909         shouldBe(l,h,e,app,aVar,beta);
 910         for (i=n; i>0; --i) {           /* check e_i::t_i for each i       */
 911             spCheck(l,arg(a),e,app,aVar,beta+2*i-1);
 912             p = a;
 913             a = fun(a);
 914         }
 915         tyvarType(beta+2*n);            /* Inferred type is r_n+1          */
 916     }
 917
 918     if (isNull(p))                      /* Replace head with translation   */
 919         e = h;
 920     else
 921         fun(p) = h;
 922
 923     return e;
 924 }
 925
 926 static Cell local typeExpected(l,wh,e,reqd,alpha,n,addEvid)
 927 Int    l;                               /* Type check expression e in wh   */
 928 String wh;                              /* at line l, expecting type reqd, */
 929 Cell   e;                               /* and treating vars alpha through */
 930 Type   reqd;                            /* (alpha+n-1) as fixed.           */
 931 Int    alpha;
 932 Int    n;
 933 Bool   addEvid; {                       /* TRUE => add \ev -> ...          */
 934     List savePreds = preds;
 935     Type t;
 936     Int  o;
 937     Int  m;
 938     List ps;
 939     Int  i;
 940
 941     instantiate(reqd);
 942     t     = typeIs;
 943     o     = typeOff;
 944     m     = typeFree;
 945     ps    = makePredAss(predsAre,o);
 946
 947     preds = NIL;
 948     check(l,e,NIL,wh,t,o);
 949     improve(l,ps,preds);
 950
 951     clearMarks();
 952     mapProc(markAssumList,defnBounds);
 953     mapProc(markAssumList,varsBounds);
 954     mapProc(markPred,savePreds);
 955     markBtyvs();
 956
 957     if (n > 0) {                  /* mark alpha thru alpha+n-1, plus any   */
 958                                   /* type vars that are functionally       */
 959         List us = NIL, vs = NIL;  /* dependent on them                     */
 960         List fds = calcFunDepsPreds(preds);
 961         for (i=0; i<n; i++) {
 962             Type t1 = zonkTyvar(alpha+i);
 963             us = zonkTyvarsIn(t1,us);
 964         }
 965         vs = oclose(fds,us);
 966         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs))
 967             markTyvar(intOf(hd(vs)));
 968     }
 969
 970     normPreds(l);
 971     savePreds = elimPredsUsing(ps,savePreds);
 972     if (nonNull(preds) && resolveDefs(genvarType(t,o,NIL)))
 973         savePreds = elimPredsUsing(ps,savePreds);
 974     if (nonNull(preds)) {
 975         Type ty = copyType(t,o);
 976         List qs = copyPreds(ps);
 977         cantEstablish(l,wh,e,ty,qs);
 978     }
 979
 980     resetGenerics();
 981     for (i=0; i<m; i++)
 982         if (copyTyvar(o+i)!=mkOffset(i)) {
 983             List qs = copyPreds(ps);
 984             Type it = copyType(t,o);
 985             tooGeneral(l,e,reqd,generalize(qs,it));
 986         }
 987
 988     if (addEvid) {
 989         e     = qualifyExpr(l,ps,e);
 990         preds = savePreds;
 991     }
 992     else
 993         preds = revOnto(ps,savePreds);
 994
 995     inferType(t,o);
 996     return e;
 997 }
 998
 999 static Void local typeAlt(wh,e,a,t,o,m) /* Type check abstraction (Alt)    */
1000 String wh;                              /* a = ( [p1, ..., pn], rhs )      */
1001 Cell   e;
1002 Cell   a;
1003 Type   t;
1004 Int    o;
1005 Int    m; {
1006     Type origt = t;
1007     List ps    = fst(a) = patBtyvs(fst(a));
1008     Int  n     = length(ps);
1009     Int  l     = rhsLine(snd(a));
1010     Int  nr2   = 0;
1011     List as    = NIL;
1012     Bool added = FALSE;
1013
1014     saveVarsAss();
1015     enterSkolVars();
1016     if (whatIs(t)==RANK2) {
1017         if (n<(nr2=intOf(fst(snd(t))))) {
1018             ERRMSG(l) "Definition requires at least %d parameters on lhs",
1019                       intOf(fst(snd(t)))
1020             EEND;
1021         }
1022         t = snd(snd(t));
1023     }
1024
1025     while (getHead(t)==typeArrow && argCount==2 && nonNull(ps)) {
1026         Type ta = arg(fun(t));
1027         if (isPolyOrQualType(ta)) {
1028             if (hd(ps)!=WILDCARD) {
1029                 if (!isVar(hd(ps))) {
1030                    ERRMSG(l) "Argument " ETHEN ERREXPR(hd(ps));
1031                    ERRTEXT   " used where a variable or wildcard is required\n"
1032                    EEND;
1033                 }
1034                 if (m>0 && !added) {
1035                     Int i = 0;
1036                     for (; i<m; i++)
1037                         addVarAssump(dummyVar,mkInt(o+i));
1038                     added = TRUE;
1039                 }
1040                 addVarAssump(hd(ps),ta);
1041             }
1042         }
1043         else {
1044             hd(ps) = typeFreshPat(l,hd(ps));
1045             shouldBe(l,hd(ps),NIL,wh,ta,o);
1046         }
1047         t  = arg(t);
1048         ps = tl(ps);
1049         as = fn(ta,as);
1050         n--;
1051     }
1052
1053     if (n==0)
1054         snd(a) = typeRhs(snd(a));
1055     else {
1056         Int beta = funcType(n);
1057         Int i    = 0;
1058         for (; i<n; ++i) {
1059             hd(ps) = typeFreshPat(l,hd(ps));
1060             bindTv(beta+2*i+1,typeIs,typeOff);
1061             ps = tl(ps);
1062         }
1063         snd(a) = typeRhs(snd(a));
1064         bindTv(beta+2*n,typeIs,typeOff);
1065         tyvarType(beta);
1066     }
1067
1068     if (!unify(typeIs,typeOff,t,o)) {
1069         Type req, got;
1070         clearMarks();
1071         req = liftRank2(origt,o,m);
1072         liftRank2Args(as,o,m);
1073         got = ap(RANK2,pair(mkInt(nr2),revOnto(as,copyType(typeIs,typeOff))));
1074         reportTypeError(l,e,NIL,wh,got,req);
1075     }
1076
1077     restoreVarsAss();
1078     doneBtyvs(l);
1079     leaveSkolVars(l,origt,o,m);
1080 }
1081
1082 static Int local funcType(n)            /*return skeleton for function type*/
1083 Int n; {                                /*with n arguments, taking the form*/
1084     Int beta = newTyvars(2*n+1);        /*    r1 t1 r2 t2 ... rn tn rn+1   */
1085     Int i;                              /* with r_i := t_i -> r_i+1        */
1086     for (i=0; i<n; ++i)
1087         bindTv(beta+2*i,arrow,beta+2*i+1);
1088     return beta;
1089 }
1090
1091 static Void local typeCase(l,beta,c)   /* type check case: pat -> rhs      */
1092 Int  l;                                /* (case given by c == (pat,rhs))   */
1093 Int  beta;                             /* need:  pat :: (var,beta)         */
1094 Cell c; {                              /*        rhs :: (var,beta+1)       */
1095     static String casePat  = "case pattern";
1096     static String caseExpr = "case expression";
1097
1098     saveVarsAss();
1099     enterSkolVars();
1100     fst(c) = typeFreshPat(l,patBtyvs(fst(c)));
1101     shouldBe(l,fst(c),NIL,casePat,aVar,beta);
1102     snd(c) = typeRhs(snd(c));
1103     shouldBe(l,rhsExpr(snd(c)),NIL,caseExpr,aVar,beta+1);
1104
1105     restoreVarsAss();
1106     doneBtyvs(l);
1107     leaveSkolVars(l,typeIs,typeOff,0);
1108 }
1109
1110 static Void local typeComp(l,m,e,qs)    /* type check comprehension        */
1111 Int  l;
1112 Type m;                                 /* monad (mkOffset(0))             */
1113 Cell e;
1114 List qs; {
1115     static String boolQual = "boolean qualifier";
1116     static String genQual  = "generator";
1117
1118     STACK_CHECK
1119     if (isNull(qs))                     /* no qualifiers left              */
1120         fst(e) = typeExpr(l,fst(e));
1121     else {
1122         Cell q   = hd(qs);
1123         List qs1 = tl(qs);
1124         switch (whatIs(q)) {
1125             case BOOLQUAL : check(l,snd(q),NIL,boolQual,typeBool,0);
1126                             typeComp(l,m,e,qs1);
1127                             break;
1128
1129             case QWHERE   : enterBindings();
1130                             enterSkolVars();
1131                             mapProc(typeBindings,snd(q));
1132                             typeComp(l,m,e,qs1);
1133                             leaveBindings();
1134                             leaveSkolVars(l,typeIs,typeOff,0);
1135                             break;
1136
1137             case FROMQUAL : {   Int beta = newTyvars(1);
1138                                 saveVarsAss();
1139                                 check(l,snd(snd(q)),NIL,genQual,m,beta);
1140                                 enterSkolVars();
1141                                 fst(snd(q))
1142                                     = typeFreshPat(l,patBtyvs(fst(snd(q))));
1143                                 shouldBe(l,fst(snd(q)),NIL,genQual,aVar,beta);
1144                                 typeComp(l,m,e,qs1);
1145                                 restoreVarsAss();
1146                                 doneBtyvs(l);
1147                                 leaveSkolVars(l,typeIs,typeOff,0);
1148                             }
1149                             break;
1150
1151             case DOQUAL   : check(l,snd(q),NIL,genQual,m,newTyvars(1));
1152                             typeComp(l,m,e,qs1);
1153                             break;
1154         }
1155     }
1156 }
1157
1158 static Cell local typeMonadComp(l,e)    /* type check monad comprehension  */
1159 Int  l;
1160 Cell e; {
1161     Int  alpha        = newTyvars(1);
1162     Int  beta         = newTyvars(1);
1163     Cell mon          = ap(mkInt(beta),aVar);
1164     Cell m            = assumeEvid(predMonad,beta);
1165     tyvar(beta)->kind = starToStar;
1166 #if !MONAD_COMPS
1167     bindTv(beta,typeList,0);
1168      m = nameListMonad;
1169 #endif
1170
1171     typeComp(l,mon,snd(e),snd(snd(e)));
1172     bindTv(alpha,typeIs,typeOff);
1173     inferType(mon,alpha);
1174     return ap(MONADCOMP,pair(m,snd(e)));
1175 }
1176
1177 static Void local typeDo(l,e)           /* type check do-notation          */
1178 Int  l;
1179 Cell e; {
1180     static String finGen = "final generator";
1181     Int  alpha           = newTyvars(1);
1182     Int  beta            = newTyvars(1);
1183     Cell mon             = ap(mkInt(beta),aVar);
1184     Cell m               = assumeEvid(predMonad,beta);
1185     tyvar(beta)->kind    = starToStar;
1186
1187     typeComp(l,mon,snd(e),snd(snd(e)));
1188     shouldBe(l,fst(snd(e)),NIL,finGen,mon,alpha);
1189     snd(e) = pair(m,snd(e));
1190 }
1191
1192 static Void local typeConFlds(l,e)      /* Type check a construction       */
1193 Int  l;
1194 Cell e; {
1195     static String conExpr = "value construction";
1196     Name c  = fst(snd(e));
1197     List fs = snd(snd(e));
1198     Type tc;
1199     Int  to;
1200     Int  tf;
1201     Int  i;
1202
1203     instantiate(name(c).type);
1204     for (; nonNull(predsAre); predsAre=tl(predsAre))
1205         assumeEvid(hd(predsAre),typeOff);
1206     if (whatIs(typeIs)==RANK2)
1207         typeIs = snd(snd(typeIs));
1208     tc = typeIs;
1209     to = typeOff;
1210     tf = typeFree;
1211
1212     for (; nonNull(fs); fs=tl(fs)) {
1213         Type t = tc;
1214         for (i=sfunPos(fst(hd(fs)),c); --i>0; t=arg(t))
1215             ;
1216         t = dropRank1(arg(fun(t)),to,tf);
1217         if (isPolyOrQualType(t))
1218             snd(hd(fs)) = typeExpected(l,conExpr,snd(hd(fs)),t,to,tf,TRUE);
1219         else {
1220             check(l,snd(hd(fs)),e,conExpr,t,to);
1221         }
1222     }
1223     for (i=name(c).arity; i>0; i--)
1224         tc = arg(tc);
1225     inferType(tc,to);
1226 }
1227
1228 static Void local typeUpdFlds(line,e)   /* Type check an update            */
1229 Int  line;                              /* (Written in what might seem a   */
1230 Cell e; {                               /* bizarre manner for the benefit  */
1231     static String update = "update";    /* of as yet unreleased extensions)*/
1232     List cs    = snd3(snd(e));          /* List of constructors            */
1233     List fs    = thd3(snd(e));          /* List of field specifications    */
1234     List ts    = NIL;                   /* List of types for fields        */
1235     Int  n     = length(fs);
1236     Int  alpha = newTyvars(2+n);
1237     Int  i;
1238     List fs1;
1239
1240     /* Calculate type and translation for each expr in the field list      */
1241     for (fs1=fs, i=alpha+2; nonNull(fs1); fs1=tl(fs1), i++) {
1242         snd(hd(fs1)) = typeExpr(line,snd(hd(fs1)));
1243         bindTv(i,typeIs,typeOff);
1244     }
1245
1246     clearMarks();
1247     mapProc(markAssumList,defnBounds);
1248     mapProc(markAssumList,varsBounds);
1249     mapProc(markPred,preds);
1250     markBtyvs();
1251
1252     for (fs1=fs, i=alpha+2; nonNull(fs1); fs1=tl(fs1), i++) {
1253         resetGenerics();
1254         ts = cons(generalize(NIL,copyTyvar(i)),ts);
1255     }
1256     ts = rev(ts);
1257
1258     /* Type check expression to be updated                                 */
1259     fst3(snd(e)) = typeExpr(line,fst3(snd(e)));
1260     bindTv(alpha,typeIs,typeOff);
1261
1262     for (; nonNull(cs); cs=tl(cs)) {    /* Loop through constrs            */
1263         Name c  = hd(cs);
1264         List ta = replicate(name(c).arity,NIL);
1265         Type td, tr;
1266         Int  od, or;
1267
1268         tcMode = NEW_PATTERN;           /* Domain type                     */
1269         instantiate(name(c).type);
1270         tcMode = EXPRESSION;
1271         td     = typeIs;
1272         od     = typeOff;
1273         for (; nonNull(predsAre); predsAre=tl(predsAre))
1274             assumeEvid(hd(predsAre),typeOff);
1275
1276         if (whatIs(typeIs)==RANK2) {
1277             ERRMSG(line) "Sorry, record update syntax cannot currently be "
1278                          "used for datatypes with polymorphic components"
1279             EEND;
1280         }
1281
1282         instantiate(name(c).type);      /* Range type                      */
1283         tr = typeIs;
1284         or = typeOff;
1285         for (; nonNull(predsAre); predsAre=tl(predsAre))
1286             assumeEvid(hd(predsAre),typeOff);
1287
1288         for (fs1=fs, i=1; nonNull(fs1); fs1=tl(fs1), i++) {
1289             Int n    = sfunPos(fst(hd(fs1)),c);
1290             Cell ta1 = ta;
1291             for (; n>1; n--)
1292                 ta1 = tl(ta1);
1293             hd(ta1) = mkInt(i);
1294         }
1295
1296         for (; nonNull(ta); ta=tl(ta)) {        /* For each cfun arg       */
1297             if (nonNull(hd(ta))) {              /* Field to updated?       */
1298                 Int  n = intOf(hd(ta));
1299                 Cell f = fs;
1300                 Cell t = ts;
1301                 for (; n-- > 1; f=tl(f), t=tl(t))
1302                     ;
1303                 f = hd(f);
1304                 t = hd(t);
1305                 instantiate(t);
1306                 shouldBe(line,snd(f),e,update,arg(fun(tr)),or);
1307             }                                   /* Unmentioned component   */
1308             else if (!unify(arg(fun(td)),od,arg(fun(tr)),or))
1309                 internal("typeUpdFlds");
1310
1311             tr = arg(tr);
1312             td = arg(td);
1313         }
1314
1315         inferType(td,od);                       /* Check domain type       */
1316         shouldBe(line,fst3(snd(e)),e,update,aVar,alpha);
1317         inferType(tr,or);                       /* Check range type        */
1318         shouldBe(line,e,NIL,update,aVar,alpha+1);
1319     }
1320     /* (typeIs,typeOff) still carry the result type when we exit the loop  */
1321 }
1322
1323 #if IPARAM
1324 static Cell local typeWith(line,e)      /* Type check a with               */
1325 Int  line;
1326 Cell e; {
1327     List fs    = snd(snd(e));           /* List of field specifications    */
1328     Int  n     = length(fs);
1329     Int  alpha = newTyvars(2+n);
1330     Int  i;
1331     List fs1;
1332     Cell tIs;
1333     Cell tOff;
1334     List dpreds = NIL, dp;
1335     Cell bs = NIL;
1336
1337     /* Type check expression to be updated                                 */
1338     fst(snd(e)) = typeExpr(line,fst(snd(e)));
1339     bindTv(alpha,typeIs,typeOff);
1340     tIs = typeIs;
1341     tOff = typeOff;
1342     /* elim duplicate uses of imp params */
1343     preds = scSimplify(preds);
1344     /* extract preds that we're going to bind */
1345     for (fs1=fs; nonNull(fs1); fs1=tl(fs1)) {
1346         Text t = textOf(fst(hd(fs1)));
1347         Cell p = findIPEvid(t);
1348         dpreds = cons(p, dpreds);
1349         if (nonNull(p)) {
1350             removeIPEvid(t);
1351         } else {
1352             /* maybe give a warning message here... */
1353         }
1354     }
1355     dpreds = rev(dpreds);
1356
1357     /* Calculate type and translation for each expr in the field list      */
1358     for (fs1=fs, dp=dpreds, i=alpha+2; nonNull(fs1); fs1=tl(fs1), dp=tl(dp), i++) {
1359         static String with = "with";
1360         Cell ev = hd(dp);
1361         snd(hd(fs1)) = typeExpr(line,snd(hd(fs1)));
1362         bindTv(i,typeIs,typeOff);
1363         if (nonNull(ev)) {
1364             shouldBe(line,fst(hd(fs1)),e,with,snd(fst3(ev)),intOf(snd3(ev)));
1365             bs = cons(cons(pair(thd3(ev), cons(triple(NIL, mkInt(line), snd(hd(fs1))), NIL)), NIL), bs);
1366         }
1367     }
1368     typeIs = tIs;
1369     typeOff = tOff;
1370     return (ap(LETREC,pair(bs,fst(snd(e)))));
1371 }
1372 #endif
1373
1374 static Cell local typeFreshPat(l,p)    /* find type of pattern, assigning  */
1375 Int  l;                                /* fresh type variables to each var */
1376 Cell p; {                              /* bound in the pattern             */
1377     tcMode = NEW_PATTERN;
1378     p      = typeExpr(l,p);
1379     tcMode = EXPRESSION;
1380     return p;
1381 }
1382
1383 /* --------------------------------------------------------------------------
1384  * Type check group of bindings:
1385  * ------------------------------------------------------------------------*/
1386
1387 static Void local typeBindings(bs)      /* type check a binding group      */
1388 List bs; {
1389     Bool usesPatBindings = FALSE;       /* TRUE => pattern binding in bs   */
1390     Bool usesUntypedVar  = FALSE;       /* TRUE => var bind w/o type decl  */
1391     List bs1;
1392
1393     /* The following loop is used to determine whether the monomorphism    */
1394     /* restriction should be applied.  It could be written marginally more */
1395     /* efficiently by using breaks, but clarity is more important here ... */
1396
1397     for (bs1=bs; nonNull(bs1); bs1=tl(bs1)) {  /* Analyse binding group    */
1398         Cell b = hd(bs1);
1399         if (!isVar(fst(b)))
1400             usesPatBindings = TRUE;
1401         else if (isNull(fst(hd(snd(snd(b)))))           /* no arguments    */
1402                  && whatIs(fst(snd(b)))==IMPDEPS)       /* implicitly typed*/
1403             usesUntypedVar  = TRUE;
1404     }
1405
1406     if (usesPatBindings || usesUntypedVar)
1407         monorestrict(bs);
1408     else
1409         unrestricted(bs);
1410
1411     mapProc(removeTypeSigs,bs);                /* Remove binding type info */
1412     hd(varsBounds) = revOnto(hd(defnBounds),   /* transfer completed assmps*/
1413                              hd(varsBounds));  /* out of defnBounds        */
1414     hd(defnBounds) = NIL;
1415     hd(depends)    = NIL;
1416 }
1417
1418 static Void local removeTypeSigs(b)    /* Remove type info from a binding  */
1419 Cell b; {
1420     snd(b) = snd(snd(b));
1421 }
1422
1423 /* --------------------------------------------------------------------------
1424  * Type check a restricted binding group:
1425  * ------------------------------------------------------------------------*/
1426
1427 static Void local monorestrict(bs)      /* Type restricted binding group   */
1428 List bs; {
1429     List savePreds = preds;
1430     Int  line      = isVar(fst(hd(bs))) ? rhsLine(snd(hd(snd(snd(hd(bs))))))
1431                                         : rhsLine(snd(snd(snd(hd(bs)))));
1432     hd(defnBounds) = NIL;
1433     hd(depends)    = NODEPENDS;         /* No need for dependents here     */
1434
1435     preds = NIL;                        /* Type check the bindings         */
1436     mapProc(restrictedBindAss,bs);
1437     mapProc(typeBind,bs);
1438     improve(line,NIL,preds);
1439     normPreds(line);
1440     elimTauts();
1441     preds = revOnto(preds,savePreds);
1442
1443     clearMarks();                       /* Mark fixed variables            */
1444     mapProc(markAssumList,tl(defnBounds));
1445     mapProc(markAssumList,tl(varsBounds));
1446     mapProc(markPred,preds);
1447     markBtyvs();
1448
1449     if (isNull(tl(defnBounds))) {       /* Top-level may need defaulting   */
1450         normPreds(line);
1451         if (nonNull(preds) && resolveDefs(genvarAnyAss(hd(defnBounds))))
1452             elimTauts();
1453
1454         clearMarks();
1455         reducePreds();
1456         if (nonNull(preds) && resolveDefs(NIL)) /* Nearly Haskell 1.4?     */
1457             elimTauts();
1458
1459         if (nonNull(preds)) {           /* Look for unresolved overloading */
1460             Cell v   = isVar(fst(hd(bs))) ? fst(hd(bs)) : hd(fst(hd(bs)));
1461             Cell ass = findInAssumList(textOf(v),hd(varsBounds));
1462             preds    = scSimplify(preds);
1463
1464             ERRMSG(line) "Unresolved top-level overloading" ETHEN
1465             ERRTEXT     "\n*** Binding             : %s", textToStr(textOf(v))
1466             ETHEN
1467             if (nonNull(ass)) {
1468                 ERRTEXT "\n*** Inferred type       : " ETHEN ERRTYPE(snd(ass));
1469             }
1470             ERRTEXT     "\n*** Outstanding context : " ETHEN
1471                                                 ERRCONTEXT(copyPreds(preds));
1472             ERRTEXT     "\n"
1473             EEND;
1474         }
1475     }
1476
1477     map1Proc(genBind,NIL,bs);           /* Generalize types of def'd vars  */
1478 }
1479
1480 static Void local restrictedBindAss(b)  /* Make assums for vars in binding */
1481 Cell b; {                               /* gp with restricted overloading  */
1482
1483     if (isVar(fst(b))) {                /* function-binding?               */
1484         Cell t = fst(snd(b));
1485         if (whatIs(t)==IMPDEPS)  {      /* Discard implicitly typed deps   */
1486             fst(snd(b)) = t = NIL;      /* in a restricted binding group.  */
1487         }
1488         fst(snd(b)) = localizeBtyvs(t);
1489         restrictedAss(rhsLine(snd(hd(snd(snd(b))))), fst(b), t);
1490     } else {                            /* pattern-binding?                */
1491         List vs   = fst(b);
1492         List ts   = fst(snd(b));
1493         Int  line = rhsLine(snd(snd(snd(b))));
1494
1495         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
1496             if (nonNull(ts)) {
1497                 restrictedAss(line,hd(vs),hd(ts)=localizeBtyvs(hd(ts)));
1498                 ts = tl(ts);
1499             } else {
1500                 restrictedAss(line,hd(vs),NIL);
1501             }
1502         }
1503     }
1504 }
1505
1506 static Void local restrictedAss(l,v,t) /* Assume that type of binding var v*/
1507 Int  l;                                /* is t (if nonNull) in restricted  */
1508 Cell v;                                /* binding group                    */
1509 Type t; {
1510     newDefnBind(v,t);
1511     if (nonNull(predsAre)) {
1512         ERRMSG(l) "Explicit overloaded type for \"%s\"",textToStr(textOf(v))
1513         ETHEN
1514         ERRTEXT   " not permitted in restricted binding"
1515         EEND;
1516     }
1517 }
1518
1519 /* --------------------------------------------------------------------------
1520  * Unrestricted binding group:
1521  * ------------------------------------------------------------------------*/
1522
1523 static Void local unrestricted(bs)      /* Type unrestricted binding group */
1524 List bs; {
1525     List savePreds = preds;
1526     List imps      = NIL;               /* Implicitly typed bindings       */
1527     List exps      = NIL;               /* Explicitly typed bindings       */
1528     List bs1;
1529
1530     /* ----------------------------------------------------------------------
1531      * STEP 1: Separate implicitly typed bindings from explicitly typed
1532      * bindings and do a dependency analyis, where f depends on g iff f
1533      * is implicitly typed and involves a call to g.
1534      * --------------------------------------------------------------------*/
1535
1536     for (; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
1537         Cell b = hd(bs);
1538         if (whatIs(fst(snd(b)))==IMPDEPS)
1539             imps = cons(b,imps);        /* N.B. New lists are built to     */
1540         else                            /* avoid breaking the original     */
1541             exps = cons(b,exps);        /* list structure for bs.          */
1542     }
1543
1544     for (bs=imps; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
1545         Cell b  = hd(bs);               /* Restrict implicitly typed dep   */
1546         List ds = snd(fst(snd(b)));     /* lists to bindings in imps       */
1547         List cs = NIL;
1548         while (nonNull(ds)) {
1549             bs1 = tl(ds);
1550             if (cellIsMember(hd(ds),imps)) {
1551                 tl(ds) = cs;
1552                 cs     = ds;
1553             }
1554             ds = bs1;
1555         }
1556         fst(snd(b)) = cs;
1557     }
1558     imps = itbscc(imps);                /* Dependency analysis on imps     */
1559     for (bs=imps; nonNull(bs); bs=tl(bs))
1560         for (bs1=hd(bs); nonNull(bs1); bs1=tl(bs1))
1561             fst(snd(hd(bs1))) = NIL;    /* reset imps type fields          */
1562
1563 #ifdef DEBUG_DEPENDS
1564     Printf("Binding group:");
1565     for (bs1=imps; nonNull(bs1); bs1=tl(bs1)) {
1566         Printf(" [imp:");
1567         for (bs=hd(bs1); nonNull(bs); bs=tl(bs))
1568             Printf(" %s",textToStr(textOf(fst(hd(bs)))));
1569         Printf("]");
1570     }
1571     if (nonNull(exps)) {
1572         Printf(" [exp:");
1573         for (bs=exps; nonNull(bs); bs=tl(bs))
1574             Printf(" %s",textToStr(textOf(fst(hd(bs)))));
1575         Printf("]");
1576     }
1577     Printf("\n");
1578 #endif
1579
1580     /* ----------------------------------------------------------------------
1581      * STEP 2: Add type assumptions about any explicitly typed variable.
1582      * --------------------------------------------------------------------*/
1583
1584     for (bs=exps; nonNull(bs); bs=tl(bs)) {
1585         fst(snd(hd(bs))) = localizeBtyvs(fst(snd(hd(bs))));
1586         hd(varsBounds)   = cons(pair(fst(hd(bs)),fst(snd(hd(bs)))),
1587                                 hd(varsBounds));
1588     }
1589
1590     /* ----------------------------------------------------------------------
1591      * STEP 3: Calculate types for each group of implicitly typed bindings.
1592      * --------------------------------------------------------------------*/
1593
1594     for (; nonNull(imps); imps=tl(imps)) {
1595         Cell b   = hd(hd(imps));
1596         Int line = isVar(fst(b)) ? rhsLine(snd(hd(snd(snd(b)))))
1597                                  : rhsLine(snd(snd(snd(b))));
1598         hd(defnBounds) = NIL;
1599         hd(depends)    = NIL;
1600         for (bs1=hd(imps); nonNull(bs1); bs1=tl(bs1))
1601             newDefnBind(fst(hd(bs1)),NIL);
1602
1603         preds = NIL;
1604         mapProc(typeBind,hd(imps));
1605         improve(line,NIL,preds);
1606
1607         clearMarks();
1608         mapProc(markAssumList,tl(defnBounds));
1609         mapProc(markAssumList,tl(varsBounds));
1610         mapProc(markPred,savePreds);
1611         markBtyvs();
1612
1613         normPreds(line);
1614         savePreds = elimOuterPreds(savePreds);
1615         if (nonNull(preds) && resolveDefs(genvarAllAss(hd(defnBounds)))) {
1616             savePreds = elimOuterPreds(savePreds);
1617         }
1618
1619         map1Proc(genBind,preds,hd(imps));
1620         if (nonNull(preds)) {
1621             map1Proc(addEvidParams,preds,hd(depends));
1622             map1Proc(qualifyBinding,preds,hd(imps));
1623         }
1624
1625         h98CheckType(line,"inferred type",
1626                         fst(hd(hd(defnBounds))),snd(hd(hd(defnBounds))));
1627         hd(varsBounds) = revOnto(hd(defnBounds),hd(varsBounds));
1628     }
1629
1630     /* ----------------------------------------------------------------------
1631      * STEP 4: Now infer a type for each explicitly typed variable and
1632      * check for compatibility with the declared type.
1633      * --------------------------------------------------------------------*/
1634
1635     for (; nonNull(exps); exps=tl(exps)) {
1636         static String extbind = "explicitly typed binding";
1637         Cell b    = hd(exps);
1638         List alts = snd(snd(b));
1639         Int  line = rhsLine(snd(hd(alts)));
1640         Type t;
1641         Int  o;
1642         Int  m;
1643         List ps;
1644
1645         hd(defnBounds) = NIL;
1646         hd(depends)    = NODEPENDS;
1647         preds          = NIL;
1648
1649         instantiate(fst(snd(b)));
1650         o              = typeOff;
1651         m              = typeFree;
1652         t              = dropRank2(typeIs,o,m);
1653         ps             = makePredAss(predsAre,o);
1654
1655         enterPendingBtyvs();
1656         for (; nonNull(alts); alts=tl(alts))
1657             typeAlt(extbind,fst(b),hd(alts),t,o,m);
1658         improve(line,ps,preds);
1659         leavePendingBtyvs();
1660
1661         if (nonNull(ps))                /* Add dict params, if necessary   */
1662             qualifyBinding(ps,b);
1663
1664         clearMarks();
1665         mapProc(markAssumList,tl(defnBounds));
1666         mapProc(markAssumList,tl(varsBounds));
1667         mapProc(markPred,savePreds);
1668         markBtyvs();
1669
1670         normPreds(line);
1671         savePreds = elimPredsUsing(ps,savePreds);
1672         if (nonNull(preds)) {
1673             List vs = NIL;
1674             Int  i  = 0;
1675             for (; i<m; ++i)
1676                 vs = cons(mkInt(o+i),vs);
1677             if (resolveDefs(vs)) {
1678                 savePreds = elimPredsUsing(ps,savePreds);
1679             }
1680             if (nonNull(preds)) {
1681                 clearMarks();
1682                 reducePreds();
1683                 if (nonNull(preds) && resolveDefs(vs))
1684                     savePreds = elimPredsUsing(ps,savePreds);
1685             }
1686         }
1687
1688         resetGenerics();                /* Make sure we're general enough  */
1689         ps = copyPreds(ps);
1690         t  = generalize(ps,liftRank2(t,o,m));
1691
1692         if (!sameSchemes(t,fst(snd(b))))
1693             tooGeneral(line,fst(b),fst(snd(b)),t);
1694         h98CheckType(line,"inferred type",fst(b),t);
1695
1696         if (nonNull(preds))             /* Check context was strong enough */
1697             cantEstablish(line,extbind,fst(b),t,ps);
1698     }
1699
1700     preds          = savePreds;                 /* Restore predicates      */
1701     hd(defnBounds) = NIL;
1702 }
1703
1704 #define  SCC             itbscc         /* scc for implicitly typed binds  */
1705 #define  LOWLINK         itblowlink
1706 #define  DEPENDS(t)      fst(snd(t))
1707 #define  SETDEPENDS(c,v) fst(snd(c))=v
1708 #include "scc.c"
1709 #undef   SETDEPENDS
1710 #undef   DEPENDS
1711 #undef   LOWLINK
1712 #undef   SCC
1713
1714 static Void local addEvidParams(qs,v)  /* overwrite VARID/OPCELL v with    */
1715 List qs;                               /* application of variable to evid. */
1716 Cell v; {                              /* parameters given by qs           */
1717     if (nonNull(qs)) {
1718         Cell nv;
1719
1720         if (!isVar(v))
1721             internal("addEvidParams");
1722
1723         for (nv=mkVar(textOf(v)); nonNull(tl(qs)); qs=tl(qs))
1724             nv = ap(nv,thd3(hd(qs)));
1725         fst(v) = nv;
1726         snd(v) = thd3(hd(qs));
1727     }
1728 }
1729
1730 /* --------------------------------------------------------------------------
1731  * Type check bodies of class and instance declarations:
1732  * ------------------------------------------------------------------------*/
1733
1734 static Void local typeClassDefn(c)      /* Type check implementations of   */
1735 Class c; {                              /* defaults for class c            */
1736
1737     /* ----------------------------------------------------------------------
1738      * Generate code for default dictionary builder functions:
1739      * --------------------------------------------------------------------*/
1740
1741     Int  beta   = newKindedVars(cclass(c).kinds);
1742     Cell d      = inventDictVar();
1743     List dparam = singleton(triple(cclass(c).head,mkInt(beta),d));
1744     List mems   = cclass(c).members;
1745     List defs   = cclass(c).defaults;
1746     List dsels  = cclass(c).dsels;
1747     Cell pat    = cclass(c).dcon;
1748     Int  width  = cclass(c).numSupers + cclass(c).numMembers;
1749     char buf[FILENAME_MAX+1];
1750     Int  i      = 0;
1751     Int  j      = 0;
1752
1753     if (isNull(defs) && nonNull(mems)) {
1754         defs = cclass(c).defaults = cons(NIL,NIL);
1755     }
1756
1757     for (; nonNull(mems); mems=tl(mems)) {
1758         /* static String deftext = "default_"; */
1759         static String deftext = "$dm";
1760         String s              = textToStr(name(hd(mems)).text);
1761         Name   n;
1762         i = j = 0;
1763         for (; i<FILENAME_MAX && deftext[i]!='\0'; i++) {
1764             buf[i] = deftext[i];
1765         }
1766         for(; (i+j)<FILENAME_MAX && s[j]!='\0'; j++) {
1767             buf[i+j] = s[j];
1768         }
1769         buf[i+j] = '\0';
1770         n = newName(findText(buf),c);
1771
1772         if (isNull(hd(defs))) {         /* No default definition           */
1773             static String header = "Undefined member: ";
1774             for (i=0; i<FILENAME_MAX && header[i]!='\0'; i++)
1775                 buf[i] = header[i];
1776             for (j=0; (i+j)<FILENAME_MAX && s[j]!='\0'; j++)
1777                 buf[i+j] = s[j];
1778             buf[i+j] = '\0';
1779             name(n).line  = cclass(c).line;
1780             name(n).arity = 1;
1781             name(n).defn  = singleton(pair(singleton(d),
1782                                            ap(mkInt(cclass(c).line),
1783                                               ap(nameError,
1784                                                  mkStr(fixLitText(
1785                                                         findText(buf)))))));
1786         } else {                        /* User supplied default defn      */
1787             List alts = snd(hd(defs));
1788             Int  line = rhsLine(snd(hd(alts)));
1789
1790             typeMember("default member binding",
1791                        hd(mems),
1792                        alts,
1793                        dparam,
1794                        cclass(c).head,
1795                        beta);
1796
1797             name(n).line  = line;
1798             name(n).arity = 1+length(fst(hd(alts)));
1799             name(n).defn  = alts;
1800
1801             for (; nonNull(alts); alts=tl(alts)) {
1802                 fst(hd(alts)) = cons(d,fst(hd(alts)));
1803             }
1804         }
1805
1806         hd(defs) = n;
1807         genDefns = cons(n,genDefns);
1808         if (isNull(tl(defs)) && nonNull(tl(mems))) {
1809             tl(defs) = cons(NIL,NIL);
1810         }
1811         defs     = tl(defs);
1812     }
1813
1814     /* ----------------------------------------------------------------------
1815      * Generate code for superclass and member function selectors:
1816      * --------------------------------------------------------------------*/
1817
1818     for (i=0; i<width; i++) {
1819         pat = ap(pat,inventVar());
1820     }
1821     pat = singleton(pat);
1822     for (i=0; nonNull(dsels); dsels=tl(dsels)) {
1823         name(hd(dsels)).defn = singleton(pair(pat,
1824                                               ap(mkInt(cclass(c).line),
1825                                                  nthArg(i++,hd(pat)))));
1826         genDefns             = cons(hd(dsels),genDefns);
1827     }
1828     for (mems=cclass(c).members; nonNull(mems); mems=tl(mems)) {
1829         name(hd(mems)).defn  = singleton(pair(pat,
1830                                               ap(mkInt(name(hd(mems)).line),
1831                                                  nthArg(i++,hd(pat)))));
1832         genDefns             = cons(hd(mems),genDefns);
1833     }
1834 }
1835
1836 static Void local typeInstDefn(in)      /* Type check implementations of   */
1837 Inst in; {                              /* member functions for instance in*/
1838
1839     /* ----------------------------------------------------------------------
1840      * Generate code for instance specific dictionary builder function:
1841      *
1842      *   inst.maker d1 ... dn = let sc1 = ...
1843      *                                  .
1844      *                                  .
1845      *                                  .
1846      *                              scm = ...
1847      *                              vj ... = ...
1848      *                              d      = Make.C sc1 ... scm v1 ... vk
1849      *                          in d
1850      *
1851      * where sci are superclass dictionaries, d is a new name, vj
1852      * is a newly generated name corresponding to the implementation of a
1853      * member function.  (Additional line number values must be added at
1854      * appropriate places but, for clarity, these are not shown above.)
1855      * If no implementation of a particular vj is available, then we use
1856      * the default implementation, partially applied to d.
1857      * --------------------------------------------------------------------*/
1858
1859     Int  alpha   = newKindedVars(cclass(inst(in).c).kinds);
1860     List supers  = makePredAss(cclass(inst(in).c).supers,alpha);
1861     Int  beta    = newKindedVars(inst(in).kinds);
1862     List params  = makePredAss(inst(in).specifics,beta);
1863     Cell d       = inventDictVar();
1864     List evids   = cons(triple(inst(in).head,mkInt(beta),d),
1865                         appendOnto(dupList(params),supers));
1866
1867     List imps    = inst(in).implements;
1868     Cell l       = mkInt(inst(in).line);
1869     Cell dictDef = cclass(inst(in).c).dcon;
1870     List mems    = cclass(inst(in).c).members;
1871     List defs    = cclass(inst(in).c).defaults;
1872     List args    = NIL;
1873     List locs    = NIL;
1874     List ps;
1875
1876     if (!unifyPred(cclass(inst(in).c).head,alpha,inst(in).head,beta))
1877         internal("typeInstDefn");
1878
1879     for (ps=params; nonNull(ps); ps=tl(ps))     /* Build arglist           */
1880         args = cons(thd3(hd(ps)),args);
1881     args = rev(args);
1882
1883     for (ps=supers; nonNull(ps); ps=tl(ps)) {   /* Superclass dictionaries */
1884         Cell pi = hd(ps);
1885         Cell ev = NIL;
1886 #if EXPLAIN_INSTANCE_RESOLUTION
1887         if (showInstRes) {
1888             fputs("scEntail: ", stdout);
1889             printContext(stdout,copyPreds(params));
1890             fputs(" ||- ", stdout);
1891             printPred(stdout, copyPred(fst3(pi),intOf(snd3(pi))));
1892             fputc('\n', stdout);
1893         }
1894 #endif
1895         ev = scEntail(params,fst3(pi),intOf(snd3(pi)),0);
1896         if (isNull(ev)) {
1897 #if EXPLAIN_INSTANCE_RESOLUTION
1898             if (showInstRes) {
1899                 fputs("inEntail: ", stdout);
1900                 printContext(stdout,copyPreds(evids));
1901                 fputs(" ||- ", stdout);
1902                 printPred(stdout, copyPred(fst3(pi),intOf(snd3(pi))));
1903                 fputc('\n', stdout);
1904             }
1905 #endif
1906             ev = inEntail(evids,fst3(pi),intOf(snd3(pi)),0);
1907         }
1908         if (isNull(ev)) {
1909             clearMarks();
1910             ERRMSG(inst(in).line) "Cannot build superclass instance" ETHEN
1911             ERRTEXT "\n*** Instance            : " ETHEN
1912                 ERRPRED(copyPred(inst(in).head,beta));
1913             ERRTEXT "\n*** Context supplied    : " ETHEN
1914                 ERRCONTEXT(copyPreds(params));
1915             ERRTEXT "\n*** Required superclass : " ETHEN
1916                 ERRPRED(copyPred(fst3(pi),intOf(snd3(pi))));
1917             ERRTEXT "\n"
1918             EEND;
1919         }
1920         locs    = cons(pair(thd3(pi),singleton(pair(NIL,ap(l,ev)))),locs);
1921         dictDef = ap(dictDef,thd3(pi));
1922     }
1923
1924     for (; nonNull(defs); defs=tl(defs)) {
1925         Cell imp = NIL;
1926         if (nonNull(imps)) {
1927             imp  = hd(imps);
1928             imps = tl(imps);
1929         }
1930         if (isNull(imp)) {
1931             dictDef = ap(dictDef,ap(hd(defs),d));
1932         } else {
1933             Cell v  = inventVar();
1934             dictDef = ap(dictDef,v);
1935             typeMember("instance member binding",
1936                        hd(mems),
1937                        snd(imp),
1938                        evids,
1939                        inst(in).head,
1940                        beta);
1941             locs     = cons(pair(v,snd(imp)),locs);
1942         }
1943         mems = tl(mems);
1944     }
1945     locs = cons(pair(d,singleton(pair(NIL,ap(l,dictDef)))),locs);
1946
1947     name(inst(in).builder).defn                 /* Register builder imp    */
1948        = singleton(pair(args,ap(LETREC,pair(singleton(locs),
1949                                             ap(l,d)))));
1950
1951     /* Invent a GHC-compatible name for the instance decl */
1952     {
1953        char buf[FILENAME_MAX+1];
1954        Int           i, j;
1955        String        str;
1956        Cell          qq      = inst(in).head;
1957        Cell          pp      = NIL;
1958        static String zdftext = "$f";
1959
1960        while (isAp(qq)) {
1961           pp = cons(arg(qq),pp);
1962           qq = fun(qq);
1963        }
1964        // pp is now the fwd list of args(?) to this pred
1965
1966        i = 0;
1967        for (j = 0; i<FILENAME_MAX && zdftext[j]!='\0'; i++, j++) {
1968           buf[i] = zdftext[j];
1969        }
1970        str = textToStr(cclass(inst(in).c).text);
1971        for (j = 0; i<FILENAME_MAX && str[j]!='\0'; i++, j++) {
1972           buf[i] = str[j];
1973        }
1974        for (; nonNull(pp); pp=tl(pp)) {
1975           qq = hd(pp);
1976           while (isAp(qq)) qq = fun(qq);
1977           switch (whatIs(qq)) {
1978              case TYCON: str = textToStr(tycon(qq).text); break;
1979              case TUPLE: str = textToStr(ghcTupleText(qq)); break;
1980              default: internal("typeInstDefn: making GHC name"); break;
1981           }
1982           for (j = 0; i<FILENAME_MAX && str[j]!='\0'; i++, j++) {
1983              buf[i] = str[j];
1984           }
1985        }
1986
1987        buf[i++] = '\0';
1988        name(inst(in).builder).text = findText(buf);
1989        //fprintf ( stderr, "result = %s\n", buf );
1990     }
1991
1992     genDefns = cons(inst(in).builder,genDefns);
1993 }
1994
1995 static Void local typeMember(wh,mem,alts,evids,head,beta)
1996 String wh;                              /* Type check alternatives alts of */
1997 Name   mem;                             /* member mem for inst type head   */
1998 Cell   alts;                            /* at offset beta using predicate  */
1999 List   evids;                           /* assignment evids                */
2000 Cell   head;
2001 Int    beta; {
2002     Int  line = rhsLine(snd(hd(alts)));
2003     Type t;
2004     Int  o;
2005     Int  m;
2006     List ps;
2007     List qs;
2008     Type rt;
2009
2010 #ifdef DEBUG_TYPES
2011     Printf("\nType check member: ");
2012     printExp(stdout,mem);
2013     Printf(" :: ");
2014     printType(stdout,name(mem).type);
2015     Printf("\n   for the instance: ");
2016     printPred(stdout,head);
2017     Printf("\n");
2018 #endif
2019
2020     instantiate(name(mem).type);        /* Find required type              */
2021     o  = typeOff;
2022     m  = typeFree;
2023     t  = dropRank2(typeIs,o,m);
2024     ps = makePredAss(predsAre,o);
2025     if (!unifyPred(hd(predsAre),typeOff,head,beta))
2026         internal("typeMember1");
2027     clearMarks();
2028     qs = copyPreds(ps);
2029     rt = generalize(qs,liftRank2(t,o,m));
2030
2031 #ifdef DEBUG_TYPES
2032     Printf("Required type is: ");
2033     printType(stdout,rt);
2034     Printf("\n");
2035 #endif
2036
2037     hd(defnBounds) = NIL;               /* Type check each alternative     */
2038     hd(depends)    = NODEPENDS;
2039     enterPendingBtyvs();
2040     for (preds=NIL; nonNull(alts); alts=tl(alts)) {
2041         typeAlt(wh,mem,hd(alts),t,o,m);
2042         qualify(tl(ps),hd(alts));       /* Add any extra dict params       */
2043     }
2044     improve(line,evids,preds);
2045     leavePendingBtyvs();
2046
2047     evids = appendOnto(dupList(tl(ps)), /* Build full complement of dicts  */
2048                        evids);
2049     clearMarks();
2050     normPreds(line);
2051     qs = elimPredsUsing(evids,NIL);
2052     if (nonNull(preds) && resolveDefs(genvarType(t,o,NIL)))
2053         qs = elimPredsUsing(evids,qs);
2054     if (nonNull(qs)) {
2055         ERRMSG(line)
2056                 "Implementation of %s requires extra context",
2057                  textToStr(name(mem).text) ETHEN
2058         ERRTEXT "\n*** Expected type   : " ETHEN ERRTYPE(rt);
2059         ERRTEXT "\n*** Missing context : " ETHEN ERRCONTEXT(copyPreds(qs));
2060         ERRTEXT "\n"
2061         EEND;
2062     }
2063
2064     resetGenerics();                    /* Make sure we're general enough  */
2065     ps = copyPreds(ps);
2066     t  = generalize(ps,liftRank2(t,o,m));
2067 #ifdef DEBUG_TYPES
2068     Printf("   Inferred type is: ");
2069     printType(stdout,t);
2070     Printf("\n");
2071 #endif
2072     if (!sameSchemes(t,rt))
2073         tooGeneral(line,mem,rt,t);
2074     if (nonNull(preds)) {
2075         preds = scSimplify(preds);
2076         cantEstablish(line,wh,mem,t,ps);
2077     }
2078 }
2079
2080 /* --------------------------------------------------------------------------
2081  * Type check bodies of bindings:
2082  * ------------------------------------------------------------------------*/
2083
2084 static Void local typeBind(b)          /* Type check binding               */
2085 Cell b; {
2086     if (isVar(fst(b))) {                               /* function binding */
2087         Cell ass = findTopBinding(fst(b));
2088         Int  beta;
2089
2090         if (isNull(ass))
2091             internal("typeBind");
2092
2093         beta = intOf(defType(snd(ass)));
2094         enterPendingBtyvs();
2095         map2Proc(typeDefAlt,beta,fst(b),snd(snd(b)));
2096         leavePendingBtyvs();
2097     }
2098     else {                                             /* pattern binding  */
2099         static String lhsPat = "lhs pattern";
2100         static String rhs    = "right hand side";
2101         Int  beta            = newTyvars(1);
2102         Pair pb              = snd(snd(b));
2103         Int  l               = rhsLine(snd(pb));
2104
2105         tcMode  = OLD_PATTERN;
2106         enterPendingBtyvs();
2107         fst(pb) = patBtyvs(fst(pb));
2108         check(l,fst(pb),NIL,lhsPat,aVar,beta);
2109         tcMode  = EXPRESSION;
2110         snd(pb) = typeRhs(snd(pb));
2111         shouldBe(l,rhsExpr(snd(pb)),NIL,rhs,aVar,beta);
2112         doneBtyvs(l);
2113         leavePendingBtyvs();
2114     }
2115 }
2116
2117 static Void local typeDefAlt(beta,v,a) /* type check alt in func. binding  */
2118 Int  beta;
2119 Cell v;
2120 Pair a; {
2121     static String valDef = "function binding";
2122     typeAlt(valDef,v,a,aVar,beta,0);
2123 }
2124
2125 static Cell local typeRhs(e)           /* check type of rhs of definition  */
2126 Cell e; {
2127     switch (whatIs(e)) {
2128         case GUARDED : {   Int beta = newTyvars(1);
2129                            map1Proc(guardedType,beta,snd(e));
2130                            tyvarType(beta);
2131                        }
2132                        break;
2133
2134         case LETREC  : enterBindings();
2135                        enterSkolVars();
2136                        mapProc(typeBindings,fst(snd(e)));
2137                        snd(snd(e)) = typeRhs(snd(snd(e)));
2138                        leaveBindings();
2139                        leaveSkolVars(rhsLine(snd(snd(e))),typeIs,typeOff,0);
2140                        break;
2141
2142         case RSIGN   : fst(snd(e)) = typeRhs(fst(snd(e)));
2143                        shouldBe(rhsLine(fst(snd(e))),
2144                                 rhsExpr(fst(snd(e))),NIL,
2145                                 "result type",
2146                                 snd(snd(e)),0);
2147                        return fst(snd(e));
2148
2149         default      : snd(e) = typeExpr(intOf(fst(e)),snd(e));
2150                        break;
2151     }
2152     return e;
2153 }
2154
2155 static Void local guardedType(beta,gded)/* check type of guard (li,(gd,ex))*/
2156 Int  beta;                             /* should have gd :: Bool,          */
2157 Cell gded; {                           /*             ex :: (var,beta)     */
2158     static String guarded = "guarded expression";
2159     static String guard   = "guard";
2160     Int line = intOf(fst(gded));
2161
2162     gded     = snd(gded);
2163     check(line,fst(gded),NIL,guard,typeBool,0);
2164     check(line,snd(gded),NIL,guarded,aVar,beta);
2165 }
2166
2167 Cell rhsExpr(rhs)                      /* find first expression on a rhs   */
2168 Cell rhs; {
2169     STACK_CHECK
2170     switch (whatIs(rhs)) {
2171         case GUARDED : return snd(snd(hd(snd(rhs))));
2172         case LETREC  : return rhsExpr(snd(snd(rhs)));
2173         case RSIGN   : return rhsExpr(fst(snd(rhs)));
2174         default      : return snd(rhs);
2175     }
2176 }
2177
2178 Int rhsLine(rhs)                       /* find line number associated with */
2179 Cell rhs; {                            /* a right hand side                */
2180     STACK_CHECK
2181     switch (whatIs(rhs)) {
2182         case GUARDED : return intOf(fst(hd(snd(rhs))));
2183         case LETREC  : return rhsLine(snd(snd(rhs)));
2184         case RSIGN   : return rhsLine(fst(snd(rhs)));
2185         default      : return intOf(fst(rhs));
2186     }
2187 }
2188
2189 /* --------------------------------------------------------------------------
2190  * Calculate generalization of types and compare with declared type schemes:
2191  * ------------------------------------------------------------------------*/
2192
2193 static Void local genBind(ps,b)         /* Generalize the type of each var */
2194 List ps;                                /* defined in binding b, qualifying*/
2195 Cell b; {                               /* each with the predicates in ps. */
2196     Cell v = fst(b);
2197     Cell t = fst(snd(b));
2198
2199     if (isVar(fst(b)))
2200         genAss(rhsLine(snd(hd(snd(snd(b))))),ps,v,t);
2201     else {
2202         Int line = rhsLine(snd(snd(snd(b))));
2203         for (; nonNull(v); v=tl(v)) {
2204             Type ty = NIL;
2205             if (nonNull(t)) {
2206                 ty = hd(t);
2207                 t  = tl(t);
2208             }
2209             genAss(line,ps,hd(v),ty);
2210         }
2211     }
2212 }
2213
2214 static Void local genAss(l,ps,v,dt)     /* Calculate inferred type of v and*/
2215 Int  l;                                 /* compare with declared type, dt, */
2216 List ps;                                /* if given & check for ambiguity. */
2217 Cell v;
2218 Type dt; {
2219     Cell ass = findTopBinding(v);
2220
2221     if (isNull(ass))
2222         internal("genAss");
2223
2224     snd(ass) = genTest(l,v,ps,dt,aVar,intOf(defType(snd(ass))));
2225
2226 #ifdef DEBUG_TYPES
2227     printExp(stdout,v);
2228     Printf(" :: ");
2229     printType(stdout,snd(ass));
2230     Printf("\n");
2231 #endif
2232 }
2233
2234 static Type local genTest(l,v,ps,dt,t,o)/* Generalize and test inferred    */
2235 Int  l;                                 /* type (t,o) with context ps      */
2236 Cell v;                                 /* against declared type dt for v. */
2237 List ps;
2238 Type dt;
2239 Type t;
2240 Int  o; {
2241     Type bt = NIL;                      /* Body of inferred type           */
2242     Type it = NIL;                      /* Full inferred type              */
2243
2244     resetGenerics();                    /* Calculate Haskell typing        */
2245     ps = copyPreds(ps);
2246     bt = copyType(t,o);
2247     it = generalize(ps,bt);
2248
2249     if (nonNull(dt)) {                  /* If a declared type was given,   */
2250         instantiate(dt);                /* check body for match.           */
2251         if (!equalTypes(typeIs,bt))
2252             tooGeneral(l,v,dt,it);
2253     }
2254     else if (nonNull(ps))               /* Otherwise test for ambiguity in */
2255         if (isAmbiguous(it))            /* inferred type.                  */
2256             ambigError(l,"inferred type",v,it);
2257
2258     return it;
2259 }
2260
2261 static Type local generalize(qs,t)      /* calculate generalization of t   */
2262 List qs;                                /* having already marked fixed vars*/
2263 Type t; {                               /* with qualifying preds qs        */
2264     if (nonNull(qs))
2265         t = ap(QUAL,pair(qs,t));
2266     if (nonNull(genericVars)) {
2267         Kind k  = STAR;
2268         List vs = genericVars;
2269         for (; nonNull(vs); vs=tl(vs)) {
2270             Tyvar *tyv = tyvar(intOf(hd(vs)));
2271             Kind   ka  = tyv->kind;
2272             k = ap(ka,k);
2273         }
2274         t = mkPolyType(k,t);
2275 #ifdef DEBUG_KINDS
2276     Printf("Generalized type: ");
2277     printType(stdout,t);
2278     Printf(" ::: ");
2279     printKind(stdout,k);
2280     Printf("\n");
2281 #endif
2282     }
2283     return t;
2284 }
2285
2286 static Bool local equalTypes(t1,t2)    /* Compare simple types for equality*/
2287 Type t1, t2; {
2288     STACK_CHECK
2289 et: if (whatIs(t1)!=whatIs(t2))
2290         return FALSE;
2291
2292     switch (whatIs(t1)) {
2293 #if TREX
2294         case EXT     :
2295 #endif
2296         case TYCON   :
2297         case OFFSET  :
2298         case TUPLE   : return t1==t2;
2299
2300         case INTCELL : return intOf(t1)!=intOf(t2);
2301
2302         case AP      : if (equalTypes(fun(t1),fun(t2))) {
2303                            t1 = arg(t1);
2304                            t2 = arg(t2);
2305                            goto et;
2306                        }
2307                        return FALSE;
2308
2309         default      : internal("equalTypes");
2310     }
2311
2312     return TRUE;/*NOTREACHED*/
2313 }
2314
2315 /* --------------------------------------------------------------------------
2316  * Entry points to type checker:
2317  * ------------------------------------------------------------------------*/
2318
2319 Type typeCheckExp(useDefs)              /* Type check top level expression */
2320 Bool useDefs; {                         /* using defaults if reqd          */
2321     Type type;
2322     List ctxt;
2323     Int  beta;
2324
2325     typeChecker(RESET);
2326     emptySubstitution();
2327     enterBindings();
2328     inputExpr = typeExpr(0,inputExpr);
2329     type      = typeIs;
2330     beta      = typeOff;
2331     clearMarks();
2332     improve(0,NIL,preds);
2333     normPreds(0);
2334     elimTauts();
2335     preds     = scSimplify(preds);
2336     if (useDefs && nonNull(preds)) {
2337         clearMarks();
2338         reducePreds();
2339         if (nonNull(preds) && resolveDefs(NIL)) /* Nearly Haskell 1.4?     */
2340             elimTauts();
2341     }
2342     resetGenerics();
2343     ctxt      = copyPreds(preds);
2344     type      = generalize(ctxt,copyType(type,beta));
2345     inputExpr = qualifyExpr(0,preds,inputExpr);
2346     h98CheckType(0,"inferred type",inputExpr,type);
2347     typeChecker(RESET);
2348     emptySubstitution();
2349     return type;
2350 }
2351
2352 Void typeCheckDefns() {                /* Type check top level bindings    */
2353     Target t  = length(selDefns)  + length(valDefns) +
2354                 length(instDefns) + length(classDefns);
2355     Target i  = 0;
2356     List   gs;
2357
2358     typeChecker(RESET);
2359     emptySubstitution();
2360     enterSkolVars();
2361     enterBindings();
2362     setGoal("Type checking",t);
2363
2364     for (gs=selDefns; nonNull(gs); gs=tl(gs)) {
2365         mapOver(typeSel,hd(gs));
2366         soFar(i++);
2367     }
2368     for (gs=valDefns; nonNull(gs); gs=tl(gs)) {
2369         typeDefnGroup(hd(gs));
2370         soFar(i++);
2371     }
2372     clearTypeIns();
2373     for (gs=classDefns; nonNull(gs); gs=tl(gs)) {
2374         emptySubstitution();
2375         typeClassDefn(hd(gs));
2376         soFar(i++);
2377     }
2378     for (gs=instDefns; nonNull(gs); gs=tl(gs)) {
2379         emptySubstitution();
2380         typeInstDefn(hd(gs));
2381         soFar(i++);
2382     }
2383
2384     typeChecker(RESET);
2385     emptySubstitution();
2386     done();
2387 }
2388
2389 static Void local typeDefnGroup(bs)     /* type check group of value defns */
2390 List bs; {                              /* (one top level scc)             */
2391     List as;
2392
2393     emptySubstitution();
2394     hd(defnBounds) = NIL;
2395     preds          = NIL;
2396     setTypeIns(bs);
2397     typeBindings(bs);                   /* find types for vars in bindings */
2398
2399     if (nonNull(preds)) {
2400         Cell v = fst(hd(hd(varsBounds)));
2401         Name n = findName(textOf(v));
2402         Int  l = nonNull(n) ? name(n).line : 0;
2403         preds  = scSimplify(preds);
2404         ERRMSG(l) "Instance%s of ", (length(preds)==1 ? "" : "s") ETHEN
2405         ERRCONTEXT(copyPreds(preds));
2406         ERRTEXT   " required for definition of " ETHEN
2407         ERREXPR(nonNull(n)?n:v);
2408         ERRTEXT   "\n"
2409         EEND;
2410     }
2411
2412     if (nonNull(hd(skolVars))) {
2413         Cell b = hd(bs);
2414         Name n = findName(isVar(fst(b)) ? textOf(fst(b)) : textOf(hd(fst(b))));
2415         Int  l = nonNull(n) ? name(n).line : 0;
2416         leaveSkolVars(l,typeUnit,0,0);
2417         enterSkolVars();
2418     }
2419
2420     for (as=hd(varsBounds); nonNull(as); as=tl(as)) {
2421         Cell a = hd(as);                /* add infered types to environment*/
2422         Name n = findName(textOf(fst(a)));
2423         if (isNull(n))
2424             internal("typeDefnGroup");
2425         name(n).type = snd(a);
2426     }
2427     hd(varsBounds) = NIL;
2428 }
2429
2430 static Pair local typeSel(s)            /* Calculate a suitable type for a */
2431 Name s; {                               /* particular selector, s.         */
2432     List cns  = name(s).defn;
2433     Int  line = name(s).line;
2434     Type dom  = NIL;                    /* Inferred domain                 */
2435     Type rng  = NIL;                    /* Inferred range                  */
2436     Cell nv   = inventVar();
2437     List alts = NIL;
2438     Int  o    = 0;                      /* bogus init to keep gcc -O happy */
2439     Int  m    = 0;                      /* bogus init to keep gcc -O happy */
2440
2441 #ifdef DEBUG_SELS
2442     Printf("Selector %s, cns=",textToStr(name(s).text));
2443     printExp(stdout,cns);
2444     Putchar('\n');
2445 #endif
2446
2447     emptySubstitution();
2448     preds = NIL;
2449
2450     for (; nonNull(cns); cns=tl(cns)) {
2451         Name c   = fst(hd(cns));
2452         Int  n   = intOf(snd(hd(cns)));
2453         Int  a   = name(c).arity;
2454         Cell pat = c;
2455         Type dom1;
2456         Type rng1;
2457         Int  o1;
2458         Int  m1;
2459
2460         instantiate(name(c).type);      /* Instantiate constructor type    */
2461         o1 = typeOff;
2462         m1 = typeFree;
2463         for (; nonNull(predsAre); predsAre=tl(predsAre))
2464             assumeEvid(hd(predsAre),o1);
2465
2466         if (whatIs(typeIs)==RANK2)      /* Skip rank2 annotation, if any   */
2467             typeIs = snd(snd(typeIs));
2468         for (; --n>0; a--) {            /* Get range                       */
2469             pat    = ap(pat,WILDCARD);
2470             typeIs = arg(typeIs);
2471         }
2472         rng1   = dropRank1(arg(fun(typeIs)),o1,m1);
2473         pat    = ap(pat,nv);
2474         typeIs = arg(typeIs);
2475         while (--a>0) {                 /* And then look for domain        */
2476             pat    = ap(pat,WILDCARD);
2477             typeIs = arg(typeIs);
2478         }
2479         dom1   = typeIs;
2480
2481         if (isNull(dom)) {              /* Save first domain type and then */
2482             dom = dom1;                 /* unify with subsequent domains to*/
2483             o   = o1;                   /* match up preds and range types  */
2484             m   = m1;
2485         }
2486         else if (!unify(dom1,o1,dom,o))
2487             internal("typeSel1");
2488
2489         if (isNull(rng))                /* Compare component types         */
2490             rng = rng1;
2491         else if (!sameSchemes(rng1,rng)) {
2492             clearMarks();
2493             rng  = liftRank1(rng,o,m);
2494             rng1 = liftRank1(rng1,o1,m1);
2495             ERRMSG(name(s).line) "Mismatch in field types for selector \"%s\"",
2496                                  textToStr(name(s).text) ETHEN
2497             ERRTEXT "\n*** Field type     : "            ETHEN ERRTYPE(rng1);
2498             ERRTEXT "\n*** Does not match : "            ETHEN ERRTYPE(rng);
2499             ERRTEXT "\n"
2500             EEND;
2501         }
2502         alts = cons(pair(singleton(pat),pair(mkInt(line),nv)),alts);
2503     }
2504     alts = rev(alts);
2505
2506     if (isNull(dom) || isNull(rng))     /* Should have been initialized by */
2507         internal("typeSel2");           /* now, assuming length cns >= 1.  */
2508
2509     clearMarks();                       /* No fixed variables here         */
2510     preds = scSimplify(preds);          /* Simplify context                */
2511     dom   = copyType(dom,o);            /* Calculate domain type           */
2512     instantiate(rng);
2513     rng   = copyType(typeIs,typeOff);
2514     if (nonNull(predsAre)) {
2515         List ps    = makePredAss(predsAre,typeOff);
2516         List alts1 = alts;
2517         for (; nonNull(alts1); alts1=tl(alts1)) {
2518             Cell body = nv;
2519             List qs   = ps;
2520             for (; nonNull(qs); qs=tl(qs))
2521                 body = ap(body,thd3(hd(qs)));
2522             snd(snd(hd(alts1))) = body;
2523         }
2524         preds = appendOnto(preds,ps);
2525     }
2526     name(s).type  = generalize(copyPreds(preds),fn(dom,rng));
2527     name(s).arity = 1 + length(preds);
2528     map1Proc(qualify,preds,alts);
2529
2530 #ifdef DEBUG_SELS
2531     Printf("Inferred arity = %d, type = ",name(s).arity);
2532     printType(stdout,name(s).type);
2533     Putchar('\n');
2534 #endif
2535
2536     return pair(s,alts);
2537 }
2538
2539
2540 /* --------------------------------------------------------------------------
2541  * Local function prototypes:
2542  * ------------------------------------------------------------------------*/
2543
2544 static Type local basicType Args((Char));
2545
2546
2547 static Type stateVar = NIL;
2548 static Type alphaVar = NIL;
2549 static Type betaVar  = NIL;
2550 static Type gammaVar = NIL;
2551 static Type deltaVar = NIL;
2552 static Int  nextVar  = 0;
2553
2554 static Void clearTyVars( void )
2555 {
2556     stateVar = NIL;
2557     alphaVar = NIL;
2558     betaVar  = NIL;
2559     gammaVar = NIL;
2560     deltaVar = NIL;
2561     nextVar  = 0;
2562 }
2563
2564 static Type mkStateVar( void )
2565 {
2566     if (isNull(stateVar)) {
2567         stateVar = mkOffset(nextVar++);
2568     }
2569     return stateVar;
2570 }
2571
2572 static Type mkAlphaVar( void )
2573 {
2574     if (isNull(alphaVar)) {
2575         alphaVar = mkOffset(nextVar++);
2576     }
2577     return alphaVar;
2578 }
2579
2580 static Type mkBetaVar( void )
2581 {
2582     if (isNull(betaVar)) {
2583         betaVar = mkOffset(nextVar++);
2584     }
2585     return betaVar;
2586 }
2587
2588 static Type mkGammaVar( void )
2589 {
2590     if (isNull(gammaVar)) {
2591         gammaVar = mkOffset(nextVar++);
2592     }
2593     return gammaVar;
2594 }
2595
2596 static Type mkDeltaVar( void )
2597 {
2598     if (isNull(deltaVar)) {
2599         deltaVar = mkOffset(nextVar++);
2600     }
2601     return deltaVar;
2602 }
2603
2604 static Type local basicType(k)
2605 Char k; {
2606     switch (k) {
2607     case CHAR_REP:
2608             return typeChar;
2609     case INT_REP:
2610             return typeInt;
2611     case INTEGER_REP:
2612             return typeInteger;
2613     case ADDR_REP:
2614             return typeAddr;
2615     case WORD_REP:
2616             return typeWord;
2617     case FLOAT_REP:
2618             return typeFloat;
2619     case DOUBLE_REP:
2620             return typeDouble;
2621     case ARR_REP:
2622             return ap(typePrimArray,mkAlphaVar());
2623     case BARR_REP:
2624             return typePrimByteArray;
2625     case REF_REP:
2626             return ap2(typeRef,mkStateVar(),mkAlphaVar());
2627     case MUTARR_REP:
2628             return ap2(typePrimMutableArray,mkStateVar(),mkAlphaVar());
2629     case MUTBARR_REP:
2630             return ap(typePrimMutableByteArray,mkStateVar());
2631     case STABLE_REP:
2632             return ap(typeStable,mkAlphaVar());
2633 #ifdef PROVIDE_WEAK
2634     case WEAK_REP:
2635             return ap(typeWeak,mkAlphaVar());
2636     case IO_REP:
2637             return ap(typeIO,typeUnit);
2638 #endif
2639 #ifdef PROVIDE_FOREIGN
2640     case FOREIGN_REP:
2641             return typeForeign;
2642 #endif
2643     case THREADID_REP:
2644             return typeThreadId;
2645     case MVAR_REP:
2646             return ap(typeMVar,mkAlphaVar());
2647     case BOOL_REP:
2648             return typeBool;
2649     case HANDLER_REP:
2650             return fn(typeException,mkAlphaVar());
2651     case ERROR_REP:
2652             return typeException;
2653     case ALPHA_REP:
2654             return mkAlphaVar();  /* polymorphic */
2655     case BETA_REP:
2656             return mkBetaVar();   /* polymorphic */
2657     case GAMMA_REP:
2658             return mkGammaVar();  /* polymorphic */
2659     case DELTA_REP:
2660             return mkDeltaVar();  /* polymorphic */
2661     default:
2662             printf("Kind: '%c'\n",k);
2663             internal("basicType");
2664     }
2665     assert(0); return 0; /* NOTREACHED */
2666 }
2667
2668 /* Generate type of primop based on list of arg types and result types:
2669  *
2670  * eg primType "II" "II" = Int -> Int -> (Int,Int)
2671  *
2672  */
2673 Type primType( Int /*AsmMonad*/ monad, String a_kinds, String r_kinds )
2674 {
2675     List rs    = NIL;
2676     List as    = NIL;
2677     List tvars = NIL; /* for polymorphic types */
2678     Type r;
2679
2680     clearTyVars();
2681
2682     /* build result types */
2683     for(; *r_kinds; ++r_kinds) {
2684         rs = cons(basicType(*r_kinds),rs);
2685     }
2686     /* Construct tuple of results */
2687     if (length(rs) == 0) {
2688         r = typeUnit;
2689     } else if (length(rs) == 1) {
2690         r = hd(rs);
2691     } else {
2692         r = mkTuple(length(rs));
2693         for(rs = rev(rs); nonNull(rs); rs=tl(rs)) {
2694             r = ap(r,hd(rs));
2695         }
2696     }
2697     /* Construct list of arguments */
2698     for(; *a_kinds; ++a_kinds) {
2699         as = cons(basicType(*a_kinds),as);
2700     }
2701     /* Apply any monad magic */
2702     if (monad == MONAD_IO) {
2703         r = ap(typeIO,r);
2704     } else if (monad == MONAD_ST) {
2705         r = ap2(typeST,mkStateVar(),r);
2706     }
2707     /* glue it all together */
2708     for(; nonNull(as); as=tl(as)) {
2709         r = fn(hd(as),r);
2710     }
2711     tvars = offsetTyvarsIn(r,NIL);
2712     if (nonNull(tvars)) {
2713         assert(length(tvars) == nextVar);
2714         r = mkPolyType(simpleKind(length(tvars)),r);
2715     }
2716 #if DEBUG_CODE
2717     if (debugCode) {
2718         printType(stdout,r); printf("\n");
2719     }
2720 #endif
2721     return r;
2722 }
2723
2724 /* forall a1 .. am. TC a1 ... am -> Int */
2725 Type conToTagType(t)
2726 Tycon t; {
2727     Type   ty  = t;
2728     List   tvars = NIL;
2729     Int    i   = 0;
2730     for (i=0; i<tycon(t).arity; ++i) {
2731         Offset tv = mkOffset(i);
2732         ty = ap(ty,tv);
2733         tvars = cons(tv,tvars);
2734     }
2735     ty = fn(ty,typeInt);
2736     if (nonNull(tvars)) {
2737         ty = mkPolyType(simpleKind(tycon(t).arity),ty);
2738     }
2739     return ty;
2740 }
2741
2742 /* forall a1 .. am. Int -> TC a1 ... am */
2743 Type tagToConType(t)
2744 Tycon t; {
2745     Type   ty  = t;
2746     List   tvars = NIL;
2747     Int    i   = 0;
2748     for (i=0; i<tycon(t).arity; ++i) {
2749         Offset tv = mkOffset(i);
2750         ty = ap(ty,tv);
2751         tvars = cons(tv,tvars);
2752     }
2753     ty = fn(typeInt,ty);
2754     if (nonNull(tvars)) {
2755         ty = mkPolyType(simpleKind(tycon(t).arity),ty);
2756     }
2757     return ty;
2758 }
2759
2760 /* --------------------------------------------------------------------------
2761  * Type checker control:
2762  * ------------------------------------------------------------------------*/
2763
2764 Void typeChecker(what)
2765 Int what; {
2766     switch (what) {
2767         case RESET   : tcMode       = EXPRESSION;
2768 +                      daSccs       = NIL;
2769                        preds        = NIL;
2770                        pendingBtyvs = NIL;
2771                        daSccs       = NIL;
2772                        emptyAssumption();
2773                        break;
2774
2775         case MARK    : mark(defnBounds);
2776                        mark(varsBounds);
2777                        mark(depends);
2778                        mark(pendingBtyvs);
2779                        mark(skolVars);
2780                        mark(localEvs);
2781                        mark(savedPs);
2782                        mark(dummyVar);
2783                        mark(daSccs);
2784                        mark(preds);
2785                        mark(stdDefaults);
2786                        mark(arrow);
2787                        mark(boundPair);
2788                        mark(listof);
2789                        mark(typeVarToVar);
2790                        mark(predNum);
2791                        mark(predFractional);
2792                        mark(predIntegral);
2793                        mark(starToStar);
2794                        mark(predMonad);
2795                        mark(typeProgIO);
2796                        break;
2797
2798         case INSTALL : typeChecker(RESET);
2799                        dummyVar     = inventVar();
2800
2801                        setCurrModule(modulePrelude);
2802
2803                        starToStar   = simpleKind(1);
2804
2805                        typeUnit     = addPrimTycon(findText("()"),
2806                                                    STAR,0,DATATYPE,NIL);
2807                        typeArrow    = addPrimTycon(findText("(->)"),
2808                                                    simpleKind(2),2,
2809                                                    DATATYPE,NIL);
2810                        typeList     = addPrimTycon(findText("[]"),
2811                                                    starToStar,1,
2812                                                    DATATYPE,NIL);
2813
2814                        arrow        = fn(aVar,bVar);
2815                        listof       = ap(typeList,aVar);
2816                        boundPair    = ap(ap(mkTuple(2),aVar),aVar);
2817
2818                        nameUnit     = addPrimCfun(findText("()"),0,0,typeUnit);
2819                        tycon(typeUnit).defn
2820                                     = singleton(nameUnit);
2821
2822                        nameNil      = addPrimCfun(findText("[]"),0,1,
2823                                                    mkPolyType(starToStar,
2824                                                               listof));
2825                        nameCons     = addPrimCfun(findText(":"),2,2,
2826                                                    mkPolyType(starToStar,
2827                                                               fn(aVar,
2828                                                               fn(listof,
2829                                                                  listof))));
2830                        name(nameNil).parent =
2831                        name(nameCons).parent = typeList;
2832
2833                        name(nameCons).syntax
2834                                     = mkSyntax(RIGHT_ASS,5);
2835
2836                        tycon(typeList).defn
2837                                     = cons(nameNil,cons(nameCons,NIL));
2838
2839                        typeVarToVar = fn(aVar,aVar);
2840 #if TREX
2841                        typeNoRow    = addPrimTycon(findText("EmptyRow"),
2842                                                    ROW,0,DATATYPE,NIL);
2843                        typeRec      = addPrimTycon(findText("Rec"),
2844                                                    pair(ROW,STAR),1,
2845                                                    DATATYPE,NIL);
2846                        nameNoRec    = addPrimCfun(findText("EmptyRec"),0,0,
2847                                                         ap(typeRec,typeNoRow));
2848 #else
2849                        /* bogus definitions to avoid changing the prelude */
2850                        addPrimCfun(findText("Rec"),      0,0,typeUnit);
2851                        addPrimCfun(findText("EmptyRow"), 0,0,typeUnit);
2852                        addPrimCfun(findText("EmptyRec"), 0,0,typeUnit);
2853 #endif
2854                        break;
2855     }
2856 }
2857
2858 /*-------------------------------------------------------------------------*/