[project @ 2000-10-18 12:47:55 by sewardj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / main / HscTypes.lhs
index e274124..63f80de 100644 (file)
 \section[HscTypes]{Types for the per-module compiler}
 
 \begin{code}
-module HscTypes  ( )
-where
+module HscTypes ( 
+       ModDetails(..), GlobalSymbolTable, 
+       HomeSymbolTable, PackageSymbolTable,
+
+       TyThing(..), groupTyThings,
+
+       TypeEnv, extendTypeEnv, lookupTypeEnv, 
+
+       lookupFixityEnv,
+
+       WhetherHasOrphans, ImportVersion, ExportItem, WhatsImported(..),
+       PersistentRenamerState(..), IsBootInterface, Avails, DeclsMap,
+       IfaceInsts, IfaceRules, DeprecationEnv, 
+       OrigNameEnv(..), OrigNameNameEnv, OrigNameIParamEnv,
+       AvailEnv, AvailInfo, GenAvailInfo(..),
+       PersistentCompilerState(..),
+
+       InstEnv, ClsInstEnv, DFunId,
+
+       GlobalRdrEnv, RdrAvailInfo,
+
+       CompResult(..), HscResult(..),
+
+       -- Provenance
+       Provenance(..), ImportReason(..), PrintUnqualified,
+        pprNameProvenance, hasBetterProv
+
+    ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
+import Name            ( Name, NameEnv, NamedThing,
+                         unitNameEnv, extendNameEnv, plusNameEnv, 
+                         lookupNameEnv, emptyNameEnv, getName, nameModule,
+                         nameSrcLoc )
+import Module          ( Module, ModuleName,
+                         extendModuleEnv, lookupModuleEnv )
+import Class           ( Class )
+import OccName         ( OccName )
+import RdrName         ( RdrNameEnv, emptyRdrEnv )
+import Outputable      ( SDoc )
+import UniqFM          ( UniqFM )
+import FiniteMap       ( FiniteMap, emptyFM, addToFM, lookupFM, foldFM )
+import Bag             ( Bag )
+import Id              ( Id )
+import VarEnv          ( IdEnv, emptyVarEnv )
+import BasicTypes      ( Version, Fixity, defaultFixity )
+import TyCon           ( TyCon )
+import ErrUtils                ( ErrMsg, WarnMsg )
+import CmLink          ( Linkable )
+import RdrHsSyn                ( RdrNameInstDecl, RdrNameRuleDecl, RdrNameHsDecl,
+                         RdrNameDeprecation, RdrNameFixitySig )
+import InterpSyn       ( UnlinkedIBind )
+import UniqSupply      ( UniqSupply )
+import HsDecls         ( DeprecTxt )
+import CoreSyn         ( CoreRule )
+import NameSet         ( NameSet )
+import Type            ( Type )
+import VarSet          ( TyVarSet )
+import Panic           ( panic )
+import Outputable
+import SrcLoc          ( SrcLoc, isGoodSrcLoc )
+import Util            ( thenCmp )
 \end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Module details}
+\subsection{Symbol tables and Module details}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-A @ModDetails@ summarises everything we know about a compiled module
+A @ModIface@ plus a @ModDetails@ summarises everything we know 
+about a compiled module.  The @ModIface@ is the stuff *before* linking,
+and can be written out to an interface file.  The @ModDetails@ is after
+linking; it is the "linked" form of the mi_decls field.
 
 \begin{code}
 data ModDetails
    = ModDetails {
-        moduleExports :: Avails,               -- What it exports
-        moduleEnv     :: GlobalRdrEnv,         -- Its top level environment
+        md_module   :: Module,                 -- Complete with package info
+        md_version  :: VersionInfo,            -- Module version number
+        md_orphan   :: WhetherHasOrphans,       -- Whether this module has orphans
+        md_usages   :: [ImportVersion Name],   -- Usages
+
+        md_exports  :: Avails,                 -- What it exports
+        md_globals  :: GlobalRdrEnv,           -- Its top level environment
 
-        fixityEnv     :: NameEnv Fixity,
-       deprecEnv     :: NameEnv DeprecTxt,
-        typeEnv       :: NameEnv TyThing,      -- TyThing is in TcEnv.lhs
+        md_fixities :: NameEnv Fixity,         -- Fixities
+       md_deprecs  :: NameEnv DeprecTxt,       -- Deprecations
+
+       -- The next three fields are created by the typechecker
+        md_types    :: TypeEnv,
+        md_insts    :: [DFunId],       -- Dfun-ids for the instances in this module
+        md_rules    :: RuleEnv         -- Domain may include Ids from other modules
+     }
 
-        instEnv       :: InstEnv,
-        ruleEnv       :: IdEnv [CoreRule]      -- Domain includes Ids from other modules
+-- ModIFace is nearly the same as RnMonad.ParsedIface.
+-- Right now it's identical :)
+data ModIFace 
+   = ModIFace {
+        mi_mod       :: Module,                   -- Complete with package info
+        mi_vers      :: Version,                  -- Module version number
+        mi_orphan    :: WhetherHasOrphans,        -- Whether this module has orphans
+        mi_usages    :: [ImportVersion OccName],  -- Usages
+        mi_exports   :: [ExportItem],             -- Exports
+        mi_insts     :: [RdrNameInstDecl],        -- Local instance declarations
+        mi_decls     :: [(Version, RdrNameHsDecl)],    -- Local definitions
+        mi_fixity    :: (Version, [RdrNameFixitySig]), -- Local fixity declarations, 
+                                                       -- with their version
+        mi_rules     :: (Version, [RdrNameRuleDecl]),  -- Rules, with their version
+        mi_deprecs   :: [RdrNameDeprecation]           -- Deprecations
      }
+
 \end{code}
 
-Auxiliary definitions
+\begin{code}
+emptyModDetails :: Module -> ModDetails
+emptyModDetails mod
+  = ModDetails { md_module   = mod,
+                md_exports  = [],
+                md_globals  = emptyRdrEnv,
+                md_fixities = emptyNameEnv,
+                md_deprecs  = emptyNameEnv,
+                md_types    = emptyNameEnv,
+                md_insts    = [],
+                md_rules    = emptyRuleEnv
+    }          
+\end{code}
+
+Symbol tables map modules to ModDetails:
 
 \begin{code}
+type SymbolTable       = ModuleEnv ModDetails
+type HomeSymbolTable    = SymbolTable  -- Domain = modules in the home package
+type PackageSymbolTable = SymbolTable  -- Domain = modules in the some other package
+type GlobalSymbolTable  = SymbolTable  -- Domain = all modules
+\end{code}
+
+Simple lookups in the symbol table.
+
+\begin{code}
+lookupFixityEnv :: SymbolTable -> Name -> Maybe Fixity
+       -- Returns defaultFixity if there isn't an explicit fixity
+lookupFixityEnv tbl name
+  = case lookupModuleEnv tbl (nameModule name) of
+       Nothing      -> Nothing
+       Just details -> lookupNameEnv (md_fixities details) name
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type environment stuff}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+type TypeEnv = NameEnv TyThing
+
+data TyThing = AnId   Id
+            | ATyCon TyCon
+            | AClass Class
+
+instance NamedThing TyThing where
+  getName (AnId id)   = getName id
+  getName (ATyCon tc) = getName tc
+  getName (AClass cl) = getName cl
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+lookupTypeEnv :: SymbolTable -> Name -> Maybe TyThing
+lookupTypeEnv tbl name
+  = case lookupModuleEnv tbl (nameModule name) of
+       Just details -> lookupNameEnv (md_types details) name
+       Nothing      -> Nothing
+
+
+groupTyThings :: [TyThing] -> FiniteMap Module TypeEnv
+  -- Finite map because we want the range too
+groupTyThings things
+  = foldl add emptyFM things
+  where
+    add :: FiniteMap Module TypeEnv -> TyThing -> FiniteMap Module TypeEnv
+    add tbl thing = addToFM tbl mod new_env
+                 where
+                   name    = getName thing
+                   mod     = nameModule name
+                   new_env = case lookupFM tbl mod of
+                               Nothing  -> unitNameEnv name thing
+                               Just env -> extendNameEnv env name thing
+               
+extendTypeEnv :: SymbolTable -> FiniteMap Module TypeEnv -> SymbolTable
+extendTypeEnv tbl things
+  = foldFM add tbl things
+  where
+    add mod type_env tbl
+       = panic "extendTypeEnv" --extendModuleEnv mod new_details
+       where
+         new_details 
+             = case lookupModuleEnv tbl mod of
+                  Nothing      -> (emptyModDetails mod) {md_types = type_env}
+                  Just details -> details {md_types = md_types details 
+                                                     `plusNameEnv` type_env}
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Auxiliary types}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+These types are defined here because they are mentioned in ModDetails,
+but they are mostly elaborated elsewhere
+
+\begin{code}
+data VersionInfo 
+  = VersionInfo {
+       modVers  :: Version,
+       fixVers  :: Version,
+       ruleVers :: Version,
+       declVers :: NameEnv Version
+    }
+
 type DeprecationEnv = NameEnv DeprecTxt                -- Give reason for deprecation
 
-type GlobalRdrEnv = RdrNameEnv [Name]  -- The list is because there may be name clashes
-                                       -- These only get reported on lookup,
-                                       -- not on construction
+type InstEnv    = UniqFM ClsInstEnv            -- Maps Class to instances for that class
+type ClsInstEnv = [(TyVarSet, [Type], DFunId)] -- The instances for a particular class
+type DFunId    = Id
+
+type RuleEnv    = IdEnv [CoreRule]
+
+emptyRuleEnv    = emptyVarEnv
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+type Avails      = [AvailInfo]
+type AvailInfo    = GenAvailInfo Name
+type RdrAvailInfo = GenAvailInfo OccName
 
 data GenAvailInfo name = Avail name     -- An ordinary identifier
                        | AvailTC name   -- The name of the type or class
@@ -53,9 +256,6 @@ data GenAvailInfo name       = Avail name     -- An ordinary identifier
                        -- Equality used when deciding if the interface has changed
 
 type AvailEnv    = NameEnv AvailInfo   -- Maps a Name to the AvailInfo that contains it
-type AvailInfo    = GenAvailInfo Name
-type RdrAvailInfo = GenAvailInfo OccName
-type Avails      = [AvailInfo]
 \end{code}
 
 
@@ -66,24 +266,45 @@ type Avails          = [AvailInfo]
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
--- ModIFace is nearly the same as RnMonad.ParsedIface.
--- Right now it's identical :)
-data ModIFace 
-   = ModIFace {
-        mi_mod       :: Module,                   -- Complete with package info
-        mi_vers      :: Version,                  -- Module version number
-        mi_orphan    :: WhetherHasOrphans,        -- Whether this module has orphans
-        mi_usages    :: [ImportVersion OccName],  -- Usages
-        mi_exports   :: [ExportItem],             -- Exports
-        mi_insts     :: [RdrNameInstDecl],        -- Local instance declarations
-        mi_decls     :: [(Version, RdrNameHsDecl)],    -- Local definitions
-        mi_fixity    :: (Version, [RdrNameFixitySig]), -- Local fixity declarations, 
-                                                       -- with their version
-        mi_rules     :: (Version, [RdrNameRuleDecl]),  -- Rules, with their version
-        mi_deprecs   :: [RdrNameDeprecation]           -- Deprecations
-     }
+type ExportItem                 = (ModuleName, [RdrAvailInfo])
+
+type ImportVersion name  = (ModuleName, WhetherHasOrphans, IsBootInterface, WhatsImported name)
+
+type ModVersionInfo    = (Version,             -- Version of the whole module
+                          Version,             -- Version number for all fixity decls together
+                          Version)             -- ...ditto all rules together
+
+type WhetherHasOrphans   = Bool
+       -- An "orphan" is 
+       --      * an instance decl in a module other than the defn module for 
+       --              one of the tycons or classes in the instance head
+       --      * a transformation rule in a module other than the one defining
+       --              the function in the head of the rule.
+
+type IsBootInterface     = Bool
+
+data WhatsImported name  = NothingAtAll                                -- The module is below us in the
+                                                               -- hierarchy, but we import nothing
+
+                        | Everything Version                   -- The module version
+
+                        | Specifically Version                 -- Module version
+                                       Version                 -- Fixity version
+                                       Version                 -- Rules version
+                                       [(name,Version)]        -- List guaranteed non-empty
+                        deriving( Eq )
+       -- 'Specifically' doesn't let you say "I imported f but none of the fixities in
+       -- the module". If you use anything in the module you get its fixity and rule version
+       -- So if the fixities or rules change, you'll recompile, even if you don't use either.
+       -- This is easy to implement, and it's safer: you might not have used the rules last
+       -- time round, but if someone has added a new rule you might need it this time
+
+       -- 'Everything' means there was a "module M" in 
+       -- this module's export list, so we just have to go by M's version,
+       -- not the list of (name,version) pairs
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{The persistent compiler state}
@@ -93,20 +314,83 @@ data ModIFace
 \begin{code}
 data PersistentCompilerState 
    = PCS {
-        pcsPST    :: PackageSymbolTable,       -- Domain = non-home-package modules
-        pcsHP     :: HoldingPen,               -- Pre-slurped interface bits and pieces
-       pcsNS     :: NameSupply                 -- Allocate uniques for names
+        pcs_PST :: PackageSymbolTable, -- Domain = non-home-package modules
+                                       --   except that the InstEnv components is empty
+       pcs_insts :: InstEnv,           -- The total InstEnv accumulated from all
+                                       --   the non-home-package modules
+       pcs_rules :: RuleEnv,           -- Ditto RuleEnv
+
+        pcs_PRS :: PersistentRenamerState
      }
+\end{code}
+
+The @PersistentRenamerState@ persists across successive calls to the
+compiler.
+
+It contains:
+  * A name supply, which deals with allocating unique names to
+    (Module,OccName) original names, 
+  * An accumulated InstEnv from all the modules in pcs_PST
+    The point is that we don't want to keep recreating it whenever
+    we compile a new module.  The InstEnv component of pcPST is empty.
+    (This means we might "see" instances that we shouldn't "really" see;
+    but the Haskell Report is vague on what is meant to be visible, 
+    so we just take the easy road here.)
+
+  * Ditto for rules
 
-type PackageSymbolTable = ModuleEnv ModDetails
+  * A "holding pen" for declarations that have been read out of
+    interface files but not yet sucked in, renamed, and typechecked
 
-data NameSupply
- = NS { nsUniqs  :: UniqSupply,
-       nsNames  :: FiniteMap (Module,OccName) Name     -- Ensures that one original name gets one unique
-       nsIParam :: FiniteMap OccName Name              -- Ensures that one implicit parameter name gets one unique
+\begin{code}
+data PersistentRenamerState
+  = PRS { prsOrig  :: OrigNameEnv,
+         prsDecls :: DeclsMap,
+         prsInsts :: IfaceInsts,
+         prsRules :: IfaceRules
+    }
+\end{code}
+
+The OrigNameEnv makes sure that there is just one Unique assigned for
+each original name; i.e. (module-name, occ-name) pair.  The Name is
+always stored as a Global, and has the SrcLoc of its binding location.
+Actually that's not quite right.  When we first encounter the original
+name, we might not be at its binding site (e.g. we are reading an
+interface file); so we give it 'noSrcLoc' then.  Later, when we find
+its binding site, we fix it up.
+
+Exactly the same is true of the Module stored in the Name.  When we first
+encounter the occurrence, we may not know the details of the module, so
+we just store junk.  Then when we find the binding site, we fix it up.
+
+\begin{code}
+data OrigNameEnv
+ = Orig { origNames  :: OrigNameNameEnv,
+               -- Ensures that one original name gets one unique
+         origIParam :: OrigNameIParamEnv
+               -- Ensures that one implicit parameter name gets one unique
    }
+
+type OrigNameNameEnv   = FiniteMap (ModuleName,OccName) Name
+type OrigNameIParamEnv = FiniteMap OccName Name
+\end{code}
+
+
+A DeclsMap contains a binding for each Name in the declaration
+including the constructors of a type decl etc.  The Bool is True just
+for the 'main' Name.
+
+\begin{code}
+type DeclsMap = NameEnv (AvailInfo, Bool, (Module, RdrNameHsDecl))
+
+type IfaceInsts = Bag GatedDecl
+type IfaceRules = Bag GatedDecl
+
+type GatedDecl = (NameSet, (Module, RdrNameHsDecl))
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{The result of compiling one module}
@@ -119,12 +403,12 @@ data CompResult
               (Maybe (ModIFace, Linkable))
                        -- summary and code; Nothing => compilation not reqd
                        -- (old summary and code are still valid)
-              PersistentCompilerState -- updated PCS
-              [SDoc]                  -- warnings
+              PersistentCompilerState  -- updated PCS
+              (Bag WarnMsg)            -- warnings
 
-   | CompErrs PersistentCompilerState -- updated PCS
-              [SDoc]                  -- errors
-              [SDoc]                  -- warnings
+   | CompErrs PersistentCompilerState  -- updated PCS
+              (Bag ErrMsg)             -- errors
+              (Bag WarnMsg)             -- warnings
 
 
 -- The driver sits between 'compile' and 'hscMain', translating calls
@@ -134,27 +418,124 @@ data CompResult
 -- generate Linkables.
 
 data HscResult
-   = HscOK   ModDetails                -- new details (HomeSymbolTable additions)
-            Maybe ModIFace             -- new iface (if any compilation was done)
-            Maybe String               -- generated stub_h
-            Maybe String               -- generated stub_c
-             PersistentCompilerState   -- updated PCS
-             [SDoc]                    -- warnings
-
-   | HscErrs PersistentCompilerState   -- updated PCS
-             [SDoc]                    -- errors
-             [SDoc]                    -- warnings
-
-       
+   = HscOK   ModDetails             -- new details (HomeSymbolTable additions)
+            (Maybe ModIFace)        -- new iface (if any compilation was done)
+            (Maybe String)          -- generated stub_h filename (in /tmp)
+            (Maybe String)          -- generated stub_c filename (in /tmp)
+            (Maybe [UnlinkedIBind]) -- interpreted code, if any
+             PersistentCompilerState -- updated PCS
+             (Bag WarnMsg)             -- warnings
+
+   | HscErrs PersistentCompilerState -- updated PCS
+             (Bag ErrMsg)              -- errors
+             (Bag WarnMsg)             -- warnings
 
 -- These two are only here to avoid recursion between CmCompile and
 -- CompManager.  They really ought to be in the latter.
 type ModuleEnv a = UniqFM a   -- Domain is Module
 
 type HomeModMap         = FiniteMap ModuleName Module -- domain: home mods only
-type HomeSymbolTable    = ModuleEnv ModDetails        -- ditto
 type HomeInterfaceTable = ModuleEnv ModIFace
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Provenance and export info}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
+The GlobalRdrEnv gives maps RdrNames to Names.  There is a separate
+one for each module, corresponding to that module's top-level scope.
+
+\begin{code}
+type GlobalRdrEnv = RdrNameEnv [(Name,Provenance)]     -- The list is because there may be name clashes
+                                                       -- These only get reported on lookup,
+                                                       -- not on construction
 \end{code}
 
+The "provenance" of something says how it came to be in scope.
 
+\begin{code}
+data Provenance
+  = LocalDef                   -- Defined locally
+
+  | NonLocalDef                -- Defined non-locally
+       ImportReason
+       PrintUnqualified
+
+-- Just used for grouping error messages (in RnEnv.warnUnusedBinds)
+instance Eq Provenance where
+  p1 == p2 = case p1 `compare` p2 of EQ -> True; _ -> False
+
+instance Eq ImportReason where
+  p1 == p2 = case p1 `compare` p2 of EQ -> True; _ -> False
+
+instance Ord Provenance where
+   compare LocalDef LocalDef = EQ
+   compare LocalDef (NonLocalDef _ _) = LT
+   compare (NonLocalDef _ _) LocalDef = GT
+
+   compare (NonLocalDef reason1 _) (NonLocalDef reason2 _) 
+      = compare reason1 reason2
+
+instance Ord ImportReason where
+   compare ImplicitImport ImplicitImport = EQ
+   compare ImplicitImport (UserImport _ _ _) = LT
+   compare (UserImport _ _ _) ImplicitImport = GT
+   compare (UserImport m1 loc1 _) (UserImport m2 loc2 _) 
+      = (m1 `compare` m2) `thenCmp` (loc1 `compare` loc2)
+
+
+{-
+Moved here from Name.
+pp_prov (LocalDef _ Exported)          = char 'x'
+pp_prov (LocalDef _ NotExported)       = char 'l'
+pp_prov (NonLocalDef ImplicitImport _) = char 'j'
+pp_prov (NonLocalDef (UserImport _ _ True ) _) = char 'I'      -- Imported by name
+pp_prov (NonLocalDef (UserImport _ _ False) _) = char 'i'      -- Imported by ..
+pp_prov SystemProv                    = char 's'
+-}
+
+data ImportReason
+  = UserImport Module SrcLoc Bool      -- Imported from module M on line L
+                                       -- Note the M may well not be the defining module
+                                       -- for this thing!
+       -- The Bool is true iff the thing was named *explicitly* in the import spec,
+       -- rather than being imported as part of a group; e.g.
+       --      import B
+       --      import C( T(..) )
+       -- Here, everything imported by B, and the constructors of T
+       -- are not named explicitly; only T is named explicitly.
+       -- This info is used when warning of unused names.
+
+  | ImplicitImport                     -- Imported implicitly for some other reason
+                       
+
+type PrintUnqualified = Bool   -- True <=> the unqualified name of this thing is
+                               -- in scope in this module, so print it 
+                               -- unqualified in error messages
+\end{code}
+
+\begin{code}
+hasBetterProv :: Provenance -> Provenance -> Bool
+-- Choose 
+--     a local thing                 over an   imported thing
+--     a user-imported thing         over a    non-user-imported thing
+--     an explicitly-imported thing  over an   implicitly imported thing
+hasBetterProv LocalDef                                     _                              = True
+hasBetterProv (NonLocalDef (UserImport _ _ True) _) _                             = True
+hasBetterProv (NonLocalDef (UserImport _ _ _   ) _) (NonLocalDef ImplicitImport _) = True
+hasBetterProv _                                            _                              = False
+
+pprNameProvenance :: Name -> Provenance -> SDoc
+pprNameProvenance name LocalDef               = ptext SLIT("defined at") <+> ppr (nameSrcLoc name)
+pprNameProvenance name (NonLocalDef why _) = sep [ppr_reason why, 
+                                             nest 2 (parens (ppr_defn (nameSrcLoc name)))]
+
+ppr_reason ImplicitImport        = ptext SLIT("implicitly imported")
+ppr_reason (UserImport mod loc _) = ptext SLIT("imported from") <+> ppr mod <+> ptext SLIT("at") <+> ppr loc
+
+ppr_defn loc | isGoodSrcLoc loc = ptext SLIT("at") <+> ppr loc
+            | otherwise        = empty
+\end{code}