[project @ 1999-01-18 19:04:55 by sof]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcModule.lhs
index 97c53c5..3f2eedb 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcModule]{Typechecking a whole module}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module TcModule (
        typecheckModule,
-       SYN_IE(TcResults),
-       SYN_IE(TcSpecialiseRequests),
-       SYN_IE(TcDDumpDeriv)
+       TcResults
     ) where
 
-IMP_Ubiq(){-uitous-}
+#include "HsVersions.h"
 
-import CmdLineOpts     ( opt_D_dump_tc, opt_D_dump_deriv )
-import HsSyn           ( HsDecl(..), HsModule(..), HsBinds(..), HsExpr, MonoBinds(..),
-                         TyDecl, SpecDataSig, ClassDecl, InstDecl, IfaceSig,
-                         SpecInstSig, DefaultDecl, Sig, Fake, InPat,
-                         SYN_IE(RecFlag), nonRecursive,  GRHSsAndBinds, Match,
-                         FixityDecl, IE, ImportDecl, OutPat
+import CmdLineOpts     ( opt_D_dump_tc )
+import HsSyn           ( HsModule(..), HsBinds(..), MonoBinds(..), HsDecl(..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedHsModule )
+import TcHsSyn         ( TcMonoBinds, TypecheckedMonoBinds, zonkTopBinds,
+                         TypecheckedForeignDecl, zonkForeignExports
                        )
-import RnHsSyn         ( SYN_IE(RenamedHsModule), RenamedFixityDecl(..) )
-import TcHsSyn         ( SYN_IE(TypecheckedHsBinds), SYN_IE(TypecheckedHsExpr),
-                         SYN_IE(TypecheckedDictBinds), SYN_IE(TcMonoBinds),
-                         SYN_IE(TypecheckedMonoBinds),
-                         zonkTopBinds )
 
 import TcMonad
 import Inst            ( Inst, emptyLIE, plusLIE )
-import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
+import TcBinds         ( tcTopBindsAndThen )
 import TcClassDcl      ( tcClassDecls2 )
 import TcDefaults      ( tcDefaults )
-import TcEnv           ( tcExtendGlobalValEnv, getEnv_LocalIds,
-                         getEnv_TyCons, getEnv_Classes, tcLookupLocalValue,
-                         tcLookupLocalValueByKey, tcLookupTyCon,
-                         tcLookupGlobalValueByKeyMaybe )
-import SpecEnv         ( SpecEnv )
+import TcEnv           ( tcExtendGlobalValEnv, tcExtendTypeEnv,
+                         getEnvTyCons, getEnvClasses, tcLookupValueMaybe,
+                         explicitLookupValueByKey, tcSetValueEnv,
+                         tcLookupTyCon, initEnv, 
+                         ValueEnv, TcTyThing(..)
+                       )
 import TcExpr          ( tcId )
+import TcForeign       ( tcForeignImports, tcForeignExports )
 import TcIfaceSig      ( tcInterfaceSigs )
 import TcInstDcls      ( tcInstDecls1, tcInstDecls2 )
-import TcInstUtil      ( buildInstanceEnvs, InstInfo )
+import TcInstUtil      ( buildInstanceEnvs, classDataCon, InstInfo )
 import TcSimplify      ( tcSimplifyTop )
-import TcTyClsDecls    ( tcTyAndClassDecls1 )
+import TcTyClsDecls    ( tcTyAndClassDecls )
 import TcTyDecls       ( mkDataBinds )
-import TcType          ( TcIdOcc(..), SYN_IE(TcType), tcInstType )
-import TcKind          ( TcKind )
+import TcType          ( TcType, typeToTcType,
+                         TcKind, kindToTcKind,
+                         newTyVarTy
+                       )
 
-import RnMonad         ( RnNameSupply(..) )
-import Bag             ( listToBag )
-import ErrUtils                ( SYN_IE(Warning), SYN_IE(Error), 
-                         pprBagOfErrors, dumpIfSet, ghcExit
+import RnMonad         ( RnNameSupply )
+import Bag             ( isEmptyBag )
+import ErrUtils                ( Message,
+                         pprBagOfErrors, dumpIfSet
                        )
-import Id              ( idType, GenId, SYN_IE(IdEnv), nullIdEnv )
-import Maybes          ( catMaybes, MaybeErr(..) )
-import Name            ( Name, isLocallyDefined, pprModule )
-import Pretty
-import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon )
-import Class           ( GenClass, SYN_IE(Class), classSelIds )
-import Type            ( applyTyCon, mkSynTy, SYN_IE(Type) )
-import PprType         ( GenType, GenTyVar )
+import Id              ( Id, idType )
+import Name            ( Name, nameUnique, isLocallyDefined, pprModule, NamedThing(..) )
+import TyCon           ( TyCon, tyConKind )
+import DataCon         ( dataConId )
+import Class           ( Class, classSelIds, classTyCon )
+import Type            ( mkTyConApp, mkForAllTy, mkTyVarTy, 
+                         boxedTypeKind, getTyVar, Type )
 import TysWiredIn      ( unitTy )
-import PrelMods                ( gHC_MAIN, mAIN )
-import PrelInfo                ( main_NAME, mainPrimIO_NAME, ioTyCon_NAME, primIoTyCon_NAME )
-import TyVar           ( GenTyVar, SYN_IE(TyVarEnv), nullTyVarEnv )
-import Unify           ( unifyTauTy )
-import UniqFM          ( lookupUFM_Directly, lookupWithDefaultUFM_Directly,
-                         filterUFM, eltsUFM )
+import PrelMods                ( mAIN )
+import PrelInfo                ( main_NAME, ioTyCon_NAME,
+                         thinAirIdNames, setThinAirIds
+                       )
+import TcUnify         ( unifyTauTy )
 import Unique          ( Unique  )
 import UniqSupply       ( UniqSupply )
 import Util
 import Bag             ( Bag, isEmptyBag )
+import Outputable
 
-import FiniteMap       ( emptyFM, FiniteMap )
-
-import Outputable      ( Outputable(..), PprStyle, printErrs, pprDumpStyle, pprErrorsStyle )
-
-tycon_specs = emptyFM
+import IOExts
 \end{code}
 
 Outside-world interface:
 \begin{code}
---ToDo: put this in HsVersions
-#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 200
-# define REAL_WORLD RealWorld
-#else
-# define REAL_WORLD _RealWorld
-#endif
-
 
 -- Convenient type synonyms first:
 type TcResults
   = (TypecheckedMonoBinds,
      [TyCon], [Class],
      Bag InstInfo,             -- Instance declaration information
-     TcSpecialiseRequests,
-     TcDDumpDeriv)
-
-type TcSpecialiseRequests
-  = FiniteMap TyCon [(Bool, [Maybe Type])]
-    -- source tycon specialisation requests
-
-type TcDDumpDeriv
-  = PprStyle -> Doc
+     [TypecheckedForeignDecl], -- foreign import & exports.
+     ValueEnv,
+     [Id]                      -- The thin-air Ids
+     )
 
 ---------------
 typecheckModule
@@ -113,26 +90,30 @@ typecheckModule
        -> IO (Maybe TcResults)
 
 typecheckModule us rn_name_supply mod
-  = case initTc us (tcModule rn_name_supply mod) of
-       Failed (errs, warns) ->
-         print_errs warns      >>
-         print_errs errs       >>
-         return Nothing
-
-       Succeeded (results@(binds, _, _, _, _, dump_deriv), warns) -> 
-         print_errs warns                      >>
-
-         dumpIfSet opt_D_dump_tc "Typechecked"
-               (ppr pprDumpStyle binds)                >>
-
-         dumpIfSet opt_D_dump_deriv "Derived instances"
-               (dump_deriv pprDumpStyle)               >>
-
-         return (Just results)
+  = initTc us initEnv (tcModule rn_name_supply mod)    >>= \ (maybe_result, warns, errs) ->
+               
+    print_errs warns   >>
+    print_errs errs    >>
+
+    -- write the thin-air Id map
+    (case maybe_result of
+       Just (_, _, _, _, _, _, thin_air_ids) -> setThinAirIds thin_air_ids
+       Nothing                               -> return ()
+    )                                                                  >>
+
+    dumpIfSet opt_D_dump_tc "Typechecked"
+       (case maybe_result of
+           Just (binds, _, _, _, _, _, _) -> ppr binds
+           Nothing                       -> text "Typecheck failed")   >>
+
+    return (if isEmptyBag errs then 
+               maybe_result 
+           else 
+               Nothing)
 
 print_errs errs
   | isEmptyBag errs = return ()
-  | otherwise       = printErrs (pprBagOfErrors pprErrorsStyle errs)
+  | otherwise       = printErrs (pprBagOfErrors errs)
 \end{code}
 
 The internal monster:
@@ -142,7 +123,7 @@ tcModule :: RnNameSupply    -- for renaming derivings
         -> TcM s TcResults     -- output
 
 tcModule rn_name_supply
-       (HsModule mod_name verion exports imports fixities decls src_loc)
+       (HsModule mod_name verion exports imports decls src_loc)
   = tcAddSrcLoc src_loc $      -- record where we're starting
 
     fixTc (\ ~(unf_env ,_) ->
@@ -150,33 +131,29 @@ tcModule rn_name_supply
        -- which is done lazily [ie failure just drops the pragma
        -- without having any global-failure effect].
        -- 
-       -- unf_env is also used to get the pragam info for dfuns.
+       -- unf_env is also used to get the pragam info
+       -- for imported dfuns and default methods
 
            -- The knot for instance information.  This isn't used at all
            -- till we type-check value declarations
-       fixTc ( \ ~(rec_inst_mapper, _, _, _, _) ->
+       fixTc ( \ ~(rec_inst_mapper, _, _, _) ->
     
                 -- Type-check the type and class decls
-               -- trace "tcTyAndClassDecls:"   $
-               tcTyAndClassDecls1 unf_env rec_inst_mapper decls        `thenTc` \ env ->
+               tcTyAndClassDecls unf_env rec_inst_mapper decls `thenTc` \ env ->
     
-               -- trace "tc3" $
                    -- Typecheck the instance decls, includes deriving
                tcSetEnv env (
-               -- trace "tcInstDecls:" $
                tcInstDecls1 unf_env decls mod_name rn_name_supply
-               )                                       `thenTc` \ (inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
+               )                               `thenTc` \ (inst_info, deriv_binds) ->
     
-               -- trace "tc4" $
-               buildInstanceEnvs inst_info     `thenTc` \ inst_mapper ->
+               buildInstanceEnvs inst_info     `thenNF_Tc` \ inst_mapper ->
     
-               returnTc (inst_mapper, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv)
+               returnTc (inst_mapper, env, inst_info, deriv_binds)
     
        -- End of inner fix loop
-       ) `thenTc` \ (_, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
+       ) `thenTc` \ (_, env, inst_info, deriv_binds) ->
     
-       -- trace "tc5" $
-       tcSetEnv env $
+       tcSetEnv env            (
        
            -- Default declarations
        tcDefaults decls                `thenTc` \ defaulting_tys ->
@@ -184,9 +161,14 @@ tcModule rn_name_supply
        
        -- Create any necessary record selector Ids and their bindings
        -- "Necessary" includes data and newtype declarations
+       -- We don't create bindings for dictionary constructors;
+       -- they are always fully applied, and the bindings are just there
+       -- to support partial applications
        let
-           tycons   = getEnv_TyCons env
-           classes  = getEnv_Classes env
+           tycons       = getEnvTyCons env
+           classes      = getEnvClasses env
+           local_tycons  = filter isLocallyDefined tycons
+           local_classes = filter isLocallyDefined classes
        in
        mkDataBinds tycons              `thenTc` \ (data_ids, data_binds) ->
        
@@ -194,10 +176,21 @@ tcModule rn_name_supply
        --      (a) constructors
        --      (b) record selectors
        --      (c) class op selectors
-       --      (d) default-method ids
+       --      (d) default-method ids... where? I can't see where these are
+       --          put into the envt, and I'm worried that the zonking phase
+       --          will find they aren't there and complain.
        tcExtendGlobalValEnv data_ids                           $
        tcExtendGlobalValEnv (concat (map classSelIds classes)) $
 
+       -- Extend the TyCon envt with the tycons corresponding to
+       -- the classes, and the global value environment with the
+       -- corresponding data cons.
+       --  They are mentioned in types in interface files.
+       tcExtendGlobalValEnv (map (dataConId . classDataCon) classes)           $
+        tcExtendTypeEnv [ (getName tycon, (kindToTcKind (tyConKind tycon), Nothing, ATyCon tycon))
+                       | clas <- classes,
+                         let tycon = classTyCon clas
+                       ]                               $
 
            -- Interface type signatures
            -- We tie a knot so that the Ids read out of interfaces are in scope
@@ -208,27 +201,29 @@ tcModule rn_name_supply
        tcInterfaceSigs unf_env decls           `thenTc` \ sig_ids ->
        tcExtendGlobalValEnv sig_ids            $
 
+           -- foreign import declarations next.
+       tcForeignImports decls          `thenTc`    \ (fo_ids, foi_decls) ->
+       tcExtendGlobalValEnv fo_ids             $
 
        -- Value declarations next.
        -- We also typecheck any extra binds that came out of the "deriving" process
-        -- trace "tcBinds:"                    $
-       tcBindsAndThen
+       tcTopBindsAndThen
            (\ is_rec binds1 (binds2, thing) -> (binds1 `AndMonoBinds` binds2, thing))
            (get_val_decls decls `ThenBinds` deriv_binds)
-           (   tcGetEnv                `thenNF_Tc` \ env ->
+           (   tcGetEnv                                `thenNF_Tc` \ env ->
+               tcGetUnique                             `thenNF_Tc` \ uniq ->
                returnTc ((EmptyMonoBinds, env), emptyLIE)
            )                           `thenTc` \ ((val_binds, final_env), lie_valdecls) ->
        tcSetEnv final_env $
 
+           -- foreign export declarations next.
+       tcForeignExports decls          `thenTc`    \ (lie_fodecls, foe_binds, foe_decls) ->
 
                -- Second pass over class and instance declarations,
                -- to compile the bindings themselves.
-       -- trace "tc8" $
        tcInstDecls2  inst_info         `thenNF_Tc` \ (lie_instdecls, inst_binds) ->
        tcClassDecls2 decls             `thenNF_Tc` \ (lie_clasdecls, cls_binds) ->
 
-
-
        -- Check that "main" has the right signature
        tcCheckMainSig mod_name         `thenTc_` 
 
@@ -238,9 +233,11 @@ tcModule rn_name_supply
             -- restriction, and no subsequent decl instantiates its
             -- type.  (Usually, ambiguous type variables are resolved
             -- during the generalisation step.)
-       -- trace "tc9" $
        let
-           lie_alldecls = lie_valdecls `plusLIE` lie_instdecls `plusLIE` lie_clasdecls
+           lie_alldecls = lie_valdecls  `plusLIE`
+                          lie_instdecls `plusLIE`
+                          lie_clasdecls `plusLIE`
+                          lie_fodecls
        in
        tcSimplifyTop lie_alldecls                      `thenTc` \ const_inst_binds ->
 
@@ -252,31 +249,29 @@ tcModule rn_name_supply
                        val_binds               `AndMonoBinds`
                        inst_binds              `AndMonoBinds`
                        cls_binds               `AndMonoBinds`
-                       const_inst_binds
+                       const_inst_binds        `AndMonoBinds`
+                       foe_binds
        in
-       zonkTopBinds all_binds  `thenNF_Tc` \ (all_binds', really_final_env)  ->
+       zonkTopBinds all_binds          `thenNF_Tc` \ (all_binds', really_final_env)  ->
+       tcSetValueEnv really_final_env  $
+       zonkForeignExports foe_decls    `thenNF_Tc` \ foe_decls' ->
 
-       returnTc (really_final_env, (all_binds', inst_info, ddump_deriv))
+       let
+          thin_air_ids = map (explicitLookupValueByKey really_final_env . nameUnique) thinAirIdNames
+               -- When looking up the thin-air names we must use
+               -- a global env that includes the zonked locally-defined Ids too
+               -- Hence using really_final_env
+       in
+       returnTc (really_final_env, 
+                 (all_binds', local_tycons, local_classes, inst_info,
+                  foi_decls ++ foe_decls',
+                  really_final_env,
+                  thin_air_ids))
+       )
 
     -- End of outer fix loop
-    ) `thenTc` \ (final_env, (all_binds', inst_info, ddump_deriv)) ->
-
-
-    let
-       tycons   = getEnv_TyCons   final_env
-       classes  = getEnv_Classes  final_env
-
-       local_tycons  = filter isLocallyDefined tycons
-       local_classes = filter isLocallyDefined classes
-    in
-       -- FINISHED AT LAST
-    returnTc (
-       all_binds',
-
-       local_tycons, local_classes, inst_info, tycon_specs,
-
-       ddump_deriv
-    )
+    ) `thenTc` \ (final_env, stuff) ->
+    returnTc stuff
 
 get_val_decls decls = foldr ThenBinds EmptyBinds [binds | ValD binds <- decls]
 \end{code}
@@ -284,52 +279,44 @@ get_val_decls decls = foldr ThenBinds EmptyBinds [binds | ValD binds <- decls]
 
 \begin{code}
 tcCheckMainSig mod_name
-  | not is_main && not is_ghc_main
+  | mod_name /= mAIN
   = returnTc ()                -- A non-main module
 
   | otherwise
   =    -- Check that main is defined
-    tcLookupTyCon tycon_name                   `thenTc` \ (_,_,tycon) ->
-    tcLookupLocalValue main_name               `thenNF_Tc` \ maybe_main_id ->
+    tcLookupTyCon ioTyCon_NAME         `thenTc`    \ ioTyCon ->
+    tcLookupValueMaybe main_NAME       `thenNF_Tc` \ maybe_main_id ->
     case maybe_main_id of {
-       Nothing  -> failTc (noMainErr mod_name main_name);
+       Nothing        -> failWithTc noMainErr ;
        Just main_id   ->
 
        -- Check that it has the right type (or a more general one)
-    let
-       expected_ty | isSynTyCon tycon = mkSynTy tycon [unitTy]
-                   | otherwise        = applyTyCon tycon [unitTy]
-               -- This is bizarre.  There ought to be a suitable function in Type.lhs!
+       -- As of Haskell 98, anything that unifies with (IO a) is OK.
+    newTyVarTy boxedTypeKind           `thenNF_Tc` \ t_tv ->
+    let 
+        tv          = getTyVar "tcCheckMainSig" t_tv
+       expected_tau = typeToTcType ((mkTyConApp ioTyCon [t_tv]))
     in
-    tcInstType [] expected_ty                  `thenNF_Tc` \ expected_tau ->
-    tcId main_name                             `thenNF_Tc` \ (_, lie, main_tau) ->
-    tcSetErrCtxt (mainTyCheckCtxt main_name) $
+    tcId main_NAME                             `thenNF_Tc` \ (_, lie, main_tau) ->
+    tcSetErrCtxt mainTyCheckCtxt $
     unifyTauTy expected_tau
-              main_tau                         `thenTc_`
-    checkTc (isEmptyBag lie) (mainTyMisMatch main_name expected_ty (idType main_id))
+              main_tau                 `thenTc_`
+    checkTc (isEmptyBag lie) (mainTyMisMatch expected_tau (idType main_id))
     }
-  where
-    is_main     = mod_name == mAIN
-    is_ghc_main = mod_name == gHC_MAIN
-
-    main_name | is_main   = main_NAME
-             | otherwise = mainPrimIO_NAME
 
-    tycon_name | is_main   = ioTyCon_NAME
-              | otherwise = primIoTyCon_NAME
 
-mainTyCheckCtxt main_name sty
-  = hsep [ptext SLIT("When checking that"), ppr sty main_name, ptext SLIT("has the required type")]
+mainTyCheckCtxt
+  = hsep [ptext SLIT("When checking that"), ppr main_NAME, ptext SLIT("has the required type")]
 
-noMainErr mod_name main_name sty
-  = hsep [ptext SLIT("Module"), pprModule sty mod_name, 
-          ptext SLIT("must include a definition for"), ppr sty main_name]
+noMainErr
+  = hsep [ptext SLIT("Module"), quotes (pprModule mAIN), 
+         ptext SLIT("must include a definition for"), quotes (ppr main_NAME)]
 
-mainTyMisMatch :: Name -> Type -> TcType s -> Error
-mainTyMisMatch main_name expected actual sty
-  = hang (hsep [ppr sty main_name, ptext SLIT("has the wrong type")])
+mainTyMisMatch :: TcType -> TcType -> Message
+mainTyMisMatch expected actual
+  = hang (hsep [ppr main_NAME, ptext SLIT("has the wrong type")])
         4 (vcat [
-                       hsep [ptext SLIT("Expected:"), ppr sty expected],
-                       hsep [ptext SLIT("Inferred:"), ppr sty actual]
+                       hsep [ptext SLIT("Expected:"), ppr expected],
+                       hsep [ptext SLIT("Inferred:"), ppr actual]
                     ])
 \end{code}