Rough matches for family instances
[ghc-hetmet.git] / compiler / main / HscTypes.lhs
1
2 % (c) The University of Glasgow, 2000
3 %
4 \section[HscTypes]{Types for the per-module compiler}
5
6 \begin{code}
7 module HscTypes ( 
8         -- * Sessions and compilation state
9         Session(..), HscEnv(..), hscEPS,
10         FinderCache, FindResult(..), ModLocationCache,
11         Target(..), TargetId(..), pprTarget, pprTargetId,
12         ModuleGraph, emptyMG,
13
14         ModDetails(..), emptyModDetails,
15         ModGuts(..), CgGuts(..), ModImports(..), ForeignStubs(..),
16
17         ModSummary(..), showModMsg, isBootSummary,
18         msHsFilePath, msHiFilePath, msObjFilePath, 
19
20         HscSource(..), isHsBoot, hscSourceString,       -- Re-exported from DriverPhases
21         
22         HomePackageTable, HomeModInfo(..), emptyHomePackageTable,
23         hptInstances, hptRules,
24
25         ExternalPackageState(..), EpsStats(..), addEpsInStats,
26         PackageTypeEnv, PackageIfaceTable, emptyPackageIfaceTable,
27         lookupIfaceByModule, emptyModIface,
28
29         InteractiveContext(..), emptyInteractiveContext, 
30         icPrintUnqual, mkPrintUnqualified,
31
32         ModIface(..), mkIfaceDepCache, mkIfaceVerCache, mkIfaceFixCache,
33         emptyIfaceDepCache,
34
35         Deprecs(..), IfaceDeprecs,
36
37         FixityEnv, FixItem(..), lookupFixity, emptyFixityEnv,
38
39         implicitTyThings, 
40
41         TyThing(..), tyThingClass, tyThingTyCon, tyThingDataCon, tyThingId,
42         TypeEnv, lookupType, mkTypeEnv, emptyTypeEnv,
43         extendTypeEnv, extendTypeEnvList, extendTypeEnvWithIds, lookupTypeEnv,
44         typeEnvElts, typeEnvClasses, typeEnvTyCons, typeEnvIds,
45         typeEnvDataCons,
46
47         WhetherHasOrphans, IsBootInterface, Usage(..), 
48         Dependencies(..), noDependencies,
49         NameCache(..), OrigNameCache, OrigIParamCache,
50         Avails, availsToNameSet, availName, availNames,
51         GenAvailInfo(..), AvailInfo, RdrAvailInfo, 
52         IfaceExport,
53
54         Deprecations, DeprecTxt, lookupDeprec, plusDeprecs,
55
56         PackageInstEnv, PackageRuleBase,
57
58         -- Linker stuff
59         Linkable(..), isObjectLinkable,
60         Unlinked(..), CompiledByteCode,
61         isObject, nameOfObject, isInterpretable, byteCodeOfObject
62     ) where
63
64 #include "HsVersions.h"
65
66 #ifdef GHCI
67 import ByteCodeAsm      ( CompiledByteCode )
68 #endif
69
70 import RdrName          ( GlobalRdrEnv, emptyGlobalRdrEnv,
71                           LocalRdrEnv, emptyLocalRdrEnv, GlobalRdrElt(..), 
72                           unQualOK, ImpDeclSpec(..), Provenance(..),
73                           ImportSpec(..), lookupGlobalRdrEnv )
74 import Name             ( Name, NamedThing, getName, nameOccName, nameModule )
75 import NameEnv
76 import NameSet  
77 import OccName          ( OccName, OccEnv, lookupOccEnv, mkOccEnv, emptyOccEnv, 
78                           extendOccEnv )
79 import Module
80 import InstEnv          ( InstEnv, Instance )
81 import FamInstEnv       ( FamInstEnv, FamInst )
82 import Rules            ( RuleBase )
83 import CoreSyn          ( CoreBind )
84 import Id               ( Id )
85 import Type             ( TyThing(..) )
86
87 import Class            ( Class, classSelIds, classATs, classTyCon )
88 import TyCon            ( TyCon, tyConSelIds, tyConDataCons, 
89                           newTyConCo_maybe, tyConFamilyCoercion_maybe )
90 import DataCon          ( DataCon, dataConImplicitIds )
91 import PrelNames        ( gHC_PRIM )
92 import Packages         ( PackageId )
93 import DynFlags         ( DynFlags(..), isOneShot, HscTarget (..) )
94 import DriverPhases     ( HscSource(..), isHsBoot, hscSourceString, Phase )
95 import BasicTypes       ( Version, initialVersion, IPName, 
96                           Fixity, defaultFixity, DeprecTxt )
97
98 import IfaceSyn         ( IfaceInst, IfaceFamInst, IfaceRule, 
99                           IfaceDecl(ifName) )
100
101 import FiniteMap        ( FiniteMap )
102 import CoreSyn          ( CoreRule )
103 import Maybes           ( orElse, expectJust )
104 import Outputable
105 import SrcLoc           ( SrcSpan, Located )
106 import UniqFM           ( lookupUFM, eltsUFM, emptyUFM )
107 import UniqSupply       ( UniqSupply )
108 import FastString       ( FastString )
109
110 import DATA_IOREF       ( IORef, readIORef )
111 import StringBuffer     ( StringBuffer )
112 import Maybes           ( catMaybes, seqMaybe )
113 import Time             ( ClockTime )
114 \end{code}
115
116
117 %************************************************************************
118 %*                                                                      *
119 \subsection{Compilation environment}
120 %*                                                                      *
121 %************************************************************************
122
123
124 \begin{code}
125 -- | The Session is a handle to the complete state of a compilation
126 -- session.  A compilation session consists of a set of modules
127 -- constituting the current program or library, the context for
128 -- interactive evaluation, and various caches.
129 newtype Session = Session (IORef HscEnv)
130 \end{code}
131
132 HscEnv is like Session, except that some of the fields are immutable.
133 An HscEnv is used to compile a single module from plain Haskell source
134 code (after preprocessing) to either C, assembly or C--.  Things like
135 the module graph don't change during a single compilation.
136
137 Historical note: "hsc" used to be the name of the compiler binary,
138 when there was a separate driver and compiler.  To compile a single
139 module, the driver would invoke hsc on the source code... so nowadays
140 we think of hsc as the layer of the compiler that deals with compiling
141 a single module.
142
143 \begin{code}
144 data HscEnv 
145   = HscEnv { 
146         hsc_dflags :: DynFlags,
147                 -- The dynamic flag settings
148
149         hsc_targets :: [Target],
150                 -- The targets (or roots) of the current session
151
152         hsc_mod_graph :: ModuleGraph,
153                 -- The module graph of the current session
154
155         hsc_IC :: InteractiveContext,
156                 -- The context for evaluating interactive statements
157
158         hsc_HPT    :: HomePackageTable,
159                 -- The home package table describes already-compiled
160                 -- home-packge modules, *excluding* the module we 
161                 -- are compiling right now.
162                 -- (In one-shot mode the current module is the only
163                 --  home-package module, so hsc_HPT is empty.  All other
164                 --  modules count as "external-package" modules.
165                 --  However, even in GHCi mode, hi-boot interfaces are
166                 --  demand-loadeded into the external-package table.)
167                 --
168                 -- hsc_HPT is not mutable because we only demand-load 
169                 -- external packages; the home package is eagerly 
170                 -- loaded, module by module, by the compilation manager.
171                 --      
172                 -- The HPT may contain modules compiled earlier by --make
173                 -- but not actually below the current module in the dependency
174                 -- graph.  (This changes a previous invariant: changed Jan 05.)
175         
176         hsc_EPS :: {-# UNPACK #-} !(IORef ExternalPackageState),
177         hsc_NC  :: {-# UNPACK #-} !(IORef NameCache),
178                 -- These are side-effected by compiling to reflect
179                 -- sucking in interface files.  They cache the state of
180                 -- external interface files, in effect.
181
182         hsc_FC   :: {-# UNPACK #-} !(IORef FinderCache),
183         hsc_MLC  :: {-# UNPACK #-} !(IORef ModLocationCache),
184                 -- The finder's cache.  This caches the location of modules,
185                 -- so we don't have to search the filesystem multiple times.
186
187         hsc_global_rdr_env :: GlobalRdrEnv,
188         hsc_global_type_env :: TypeEnv
189  }
190
191 hscEPS :: HscEnv -> IO ExternalPackageState
192 hscEPS hsc_env = readIORef (hsc_EPS hsc_env)
193
194 -- | A compilation target.
195 --
196 -- A target may be supplied with the actual text of the
197 -- module.  If so, use this instead of the file contents (this
198 -- is for use in an IDE where the file hasn't been saved by
199 -- the user yet).
200 data Target = Target TargetId (Maybe (StringBuffer,ClockTime))
201
202 data TargetId
203   = TargetModule ModuleName
204         -- ^ A module name: search for the file
205   | TargetFile FilePath (Maybe Phase)
206         -- ^ A filename: preprocess & parse it to find the module name.
207         -- If specified, the Phase indicates how to compile this file
208         -- (which phase to start from).  Nothing indicates the starting phase
209         -- should be determined from the suffix of the filename.
210   deriving Eq
211
212 pprTarget :: Target -> SDoc
213 pprTarget (Target id _) = pprTargetId id
214
215 pprTargetId (TargetModule m) = ppr m
216 pprTargetId (TargetFile f _) = text f
217
218 type HomePackageTable  = ModuleNameEnv HomeModInfo
219         -- Domain = modules in the home package
220         -- "home" package name cached here for convenience
221 type PackageIfaceTable = ModuleEnv ModIface
222         -- Domain = modules in the imported packages
223
224 emptyHomePackageTable  = emptyUFM
225 emptyPackageIfaceTable = emptyModuleEnv
226
227 data HomeModInfo 
228   = HomeModInfo { hm_iface    :: !ModIface,
229                   hm_details  :: !ModDetails,
230                   hm_linkable :: !(Maybe Linkable) }
231                 -- hm_linkable might be Nothing if:
232                 --   a) this is an .hs-boot module
233                 --   b) temporarily during compilation if we pruned away
234                 --      the old linkable because it was out of date.
235                 -- after a complete compilation (GHC.load), all hm_linkable
236                 -- fields in the HPT will be Just.
237                 --
238                 -- When re-linking a module (hscNoRecomp), we construct
239                 -- the HomModInfo by building a new ModDetails from the
240                 -- old ModIface (only).
241
242 -- | Find the 'ModIface' for a 'Module'
243 lookupIfaceByModule
244         :: DynFlags
245         -> HomePackageTable
246         -> PackageIfaceTable
247         -> Module
248         -> Maybe ModIface
249 lookupIfaceByModule dflags hpt pit mod
250   | modulePackageId mod == thisPackage dflags
251   =     -- The module comes from the home package, so look first
252         -- in the HPT.  If it's not from the home package it's wrong to look
253         -- in the HPT, because the HPT is indexed by *ModuleName* not Module
254     fmap hm_iface (lookupUFM hpt (moduleName mod)) 
255     `seqMaybe` lookupModuleEnv pit mod
256
257   | otherwise = lookupModuleEnv pit mod         -- Look in PIT only 
258
259 -- If the module does come from the home package, why do we look in the PIT as well?
260 -- (a) In OneShot mode, even home-package modules accumulate in the PIT
261 -- (b) Even in Batch (--make) mode, there is *one* case where a home-package
262 --     module is in the PIT, namely GHC.Prim when compiling the base package.
263 -- We could eliminate (b) if we wanted, by making GHC.Prim belong to a packake
264 -- of its own, but it doesn't seem worth the bother.
265 \end{code}
266
267
268 \begin{code}
269 hptInstances :: HscEnv -> (ModuleName -> Bool) -> [Instance]
270 -- Find all the instance declarations that are in modules imported 
271 -- by this one, directly or indirectly, and are in the Home Package Table
272 -- This ensures that we don't see instances from modules --make compiled 
273 -- before this one, but which are not below this one
274 hptInstances hsc_env want_this_module
275   = [ ispec 
276     | mod_info <- eltsUFM (hsc_HPT hsc_env)
277     , want_this_module (moduleName (mi_module (hm_iface mod_info)))
278     , ispec <- md_insts (hm_details mod_info) ]
279
280 hptRules :: HscEnv -> [(ModuleName, IsBootInterface)] -> [CoreRule]
281 -- Get rules from modules "below" this one (in the dependency sense)
282 -- C.f Inst.hptInstances
283 hptRules hsc_env deps
284   | isOneShot (ghcMode (hsc_dflags hsc_env)) = []
285   | otherwise
286   = let 
287         hpt = hsc_HPT hsc_env
288     in
289     [ rule
290     |   -- Find each non-hi-boot module below me
291       (mod, False) <- deps
292
293         -- unsavoury: when compiling the base package with --make, we
294         -- sometimes try to look up RULES for GHC.Prim.  GHC.Prim won't
295         -- be in the HPT, because we never compile it; it's in the EPT
296         -- instead.  ToDo: clean up, and remove this slightly bogus
297         -- filter:
298     , mod /= moduleName gHC_PRIM
299
300         -- Look it up in the HPT
301     , let mod_info = case lookupUFM hpt mod of
302                         Nothing -> pprPanic "hptRules" (ppr mod <+> ppr deps)
303                         Just x  -> x
304
305         -- And get its dfuns
306     , rule <- md_rules (hm_details mod_info) ]
307 \end{code}
308
309 %************************************************************************
310 %*                                                                      *
311 \subsection{The Finder cache}
312 %*                                                                      *
313 %************************************************************************
314
315 \begin{code}
316 -- | The 'FinderCache' maps home module names to the result of
317 -- searching for that module.  It records the results of searching for
318 -- modules along the search path.  On @:load@, we flush the entire
319 -- contents of this cache.
320 --
321 -- Although the @FinderCache@ range is 'FindResult' for convenience ,
322 -- in fact it will only ever contain 'Found' or 'NotFound' entries.
323 --
324 type FinderCache = ModuleNameEnv FindResult
325
326 -- | The result of searching for an imported module.
327 data FindResult
328   = Found ModLocation Module
329         -- the module was found
330   | NoPackage PackageId
331         -- the requested package was not found
332   | FoundMultiple [PackageId]
333         -- *error*: both in multiple packages
334   | PackageHidden PackageId
335         -- for an explicit source import: the package containing the module is
336         -- not exposed.
337   | ModuleHidden  PackageId
338         -- for an explicit source import: the package containing the module is
339         -- exposed, but the module itself is hidden.
340   | NotFound [FilePath] (Maybe PackageId)
341         -- the module was not found, the specified places were searched
342   | NotFoundInPackage PackageId
343         -- the module was not found in this package
344
345 -- | Cache that remembers where we found a particular module.  Contains both
346 -- home modules and package modules.  On @:load@, only home modules are
347 -- purged from this cache.
348 type ModLocationCache = ModuleEnv ModLocation
349 \end{code}
350
351 %************************************************************************
352 %*                                                                      *
353 \subsection{Symbol tables and Module details}
354 %*                                                                      *
355 %************************************************************************
356
357 A @ModIface@ plus a @ModDetails@ summarises everything we know 
358 about a compiled module.  The @ModIface@ is the stuff *before* linking,
359 and can be written out to an interface file.  (The @ModDetails@ is after 
360 linking; it is the "linked" form of the mi_decls field.)
361
362 When we *read* an interface file, we also construct a @ModIface@ from it,
363 except that the mi_decls part is empty; when reading we consolidate
364 the declarations into a single indexed map in the @PersistentRenamerState@.
365
366 \begin{code}
367 data ModIface 
368    = ModIface {
369         mi_module   :: !Module,
370         mi_mod_vers :: !Version,            -- Module version: changes when anything changes
371
372         mi_orphan   :: !WhetherHasOrphans,  -- Whether this module has orphans
373         mi_boot     :: !IsBootInterface,    -- Read from an hi-boot file?
374
375         mi_deps     :: Dependencies,
376                 -- This is consulted for directly-imported modules,
377                 -- but not for anything else (hence lazy)
378
379                 -- Usages; kept sorted so that it's easy to decide
380                 -- whether to write a new iface file (changing usages
381                 -- doesn't affect the version of this module)
382         mi_usages   :: [Usage],
383                 -- NOT STRICT!  we read this field lazily from the interface file
384                 -- It is *only* consulted by the recompilation checker
385
386                 -- Exports
387                 -- Kept sorted by (mod,occ), to make version comparisons easier
388         mi_exports  :: ![IfaceExport],
389         mi_exp_vers :: !Version,        -- Version number of export list
390
391                 -- Fixities
392         mi_fixities :: [(OccName,Fixity)],
393                 -- NOT STRICT!  we read this field lazily from the interface file
394
395                 -- Deprecations
396         mi_deprecs  :: IfaceDeprecs,
397                 -- NOT STRICT!  we read this field lazily from the interface file
398
399                 -- Type, class and variable declarations
400                 -- The version of an Id changes if its fixity or deprecations change
401                 --      (as well as its type of course)
402                 -- Ditto data constructors, class operations, except that 
403                 -- the version of the parent class/tycon changes
404         mi_decls :: [(Version,IfaceDecl)],      -- Sorted
405
406         mi_globals  :: !(Maybe GlobalRdrEnv),
407                 -- Binds all the things defined at the top level in
408                 -- the *original source* code for this module. which
409                 -- is NOT the same as mi_exports, nor mi_decls (which
410                 -- may contains declarations for things not actually
411                 -- defined by the user).  Used for GHCi and for inspecting
412                 -- the contents of modules via the GHC API only.
413                 --
414                 -- (We need the source file to figure out the
415                 -- top-level environment, if we didn't compile this module
416                 -- from source then this field contains Nothing).
417                 --
418                 -- Strictly speaking this field should live in the
419                 -- HomeModInfo, but that leads to more plumbing.
420
421                 -- Instance declarations and rules
422         mi_insts     :: [IfaceInst],                    -- Sorted
423         mi_fam_insts :: [IfaceFamInst],                 -- Sorted
424         mi_rules     :: [IfaceRule],                    -- Sorted
425         mi_rule_vers :: !Version,       -- Version number for rules and 
426                                         -- instances combined
427
428                 -- Cached environments for easy lookup
429                 -- These are computed (lazily) from other fields
430                 -- and are not put into the interface file
431         mi_dep_fn  :: Name -> Maybe DeprecTxt,  -- Cached lookup for mi_deprecs
432         mi_fix_fn  :: OccName -> Fixity,        -- Cached lookup for mi_fixities
433         mi_ver_fn  :: OccName -> Maybe Version  -- Cached lookup for mi_decls
434                         -- The Nothing in mi_ver_fn means that the thing
435                         -- isn't in decls. It's useful to know that when
436                         -- seeing if we are up to date wrt the old interface
437      }
438
439 -- Should be able to construct ModDetails from mi_decls in ModIface
440 data ModDetails
441    = ModDetails {
442         -- The next three fields are created by the typechecker
443         md_exports   :: NameSet,
444         md_types     :: !TypeEnv,
445         md_fam_insts :: ![FamInst],     -- Cached value extracted from md_types
446         md_insts     :: ![Instance],    -- Dfun-ids for the instances in this 
447                                         -- module
448
449         md_rules     :: ![CoreRule]     -- Domain may include Ids from other 
450                                         -- modules
451
452      }
453
454 emptyModDetails = ModDetails { md_types = emptyTypeEnv,
455                                md_exports = emptyNameSet,
456                                md_insts     = [],
457                                md_rules     = [],
458                                md_fam_insts = [] }
459
460 -- A ModGuts is carried through the compiler, accumulating stuff as it goes
461 -- There is only one ModGuts at any time, the one for the module
462 -- being compiled right now.  Once it is compiled, a ModIface and 
463 -- ModDetails are extracted and the ModGuts is dicarded.
464
465 data ModGuts
466   = ModGuts {
467         mg_module    :: !Module,
468         mg_boot      :: IsBootInterface, -- Whether it's an hs-boot module
469         mg_exports   :: !NameSet,        -- What it exports
470         mg_deps      :: !Dependencies,   -- What is below it, directly or
471                                          --   otherwise 
472         mg_dir_imps  :: ![Module],       -- Directly-imported modules; used to
473                                          --     generate initialisation code
474         mg_usages    :: ![Usage],        -- Version info for what it needed
475
476         mg_rdr_env   :: !GlobalRdrEnv,   -- Top-level lexical environment
477         mg_fix_env   :: !FixityEnv,      -- Fixity env, for things declared in
478                                          --   this module 
479         mg_deprecs   :: !Deprecations,   -- Deprecations declared in the module
480
481         mg_types     :: !TypeEnv,
482         mg_insts     :: ![Instance],     -- Instances 
483         mg_fam_insts :: ![FamInst],      -- Instances 
484         mg_rules     :: ![CoreRule],     -- Rules from this module
485         mg_binds     :: ![CoreBind],     -- Bindings for this module
486         mg_foreign   :: !ForeignStubs
487     }
488
489 -- The ModGuts takes on several slightly different forms:
490 --
491 -- After simplification, the following fields change slightly:
492 --      mg_rules        Orphan rules only (local ones now attached to binds)
493 --      mg_binds        With rules attached
494
495
496 ---------------------------------------------------------
497 -- The Tidy pass forks the information about this module: 
498 --      * one lot goes to interface file generation (ModIface)
499 --        and later compilations (ModDetails)
500 --      * the other lot goes to code generation (CgGuts)
501 data CgGuts 
502   = CgGuts {
503         cg_module   :: !Module,
504
505         cg_tycons   :: [TyCon],
506                 -- Algebraic data types (including ones that started
507                 -- life as classes); generate constructors and info
508                 -- tables Includes newtypes, just for the benefit of
509                 -- External Core
510
511         cg_binds    :: [CoreBind],
512                 -- The tidied main bindings, including
513                 -- previously-implicit bindings for record and class
514                 -- selectors, and data construtor wrappers.  But *not*
515                 -- data constructor workers; reason: we we regard them
516                 -- as part of the code-gen of tycons
517
518         cg_dir_imps :: ![Module],
519                 -- Directly-imported modules; used to generate
520                 -- initialisation code
521
522         cg_foreign  :: !ForeignStubs,   
523         cg_dep_pkgs :: ![PackageId]     -- Used to generate #includes for C code gen
524     }
525
526 -----------------------------------
527 data ModImports
528   = ModImports {
529         imp_direct     :: ![(Module,Bool)],     -- Explicitly-imported modules
530                                                 -- Boolean is true if we imported the whole
531                                                 --      module (apart, perhaps, from hiding some)
532         imp_pkg_mods   :: !ModuleSet,           -- Non-home-package modules on which we depend,
533                                                 --      directly or indirectly
534         imp_home_names :: !NameSet              -- Home package things on which we depend,
535                                                 --      directly or indirectly
536     }
537
538 -----------------------------------
539 data ForeignStubs = NoStubs
540                   | ForeignStubs
541                         SDoc            -- Header file prototypes for
542                                         --      "foreign exported" functions
543                         SDoc            -- C stubs to use when calling
544                                         --      "foreign exported" functions
545                         [FastString]    -- Headers that need to be included
546                                         --      into C code generated for this module
547                         [Id]            -- Foreign-exported binders
548                                         --      we have to generate code to register these
549
550 \end{code}
551
552 \begin{code}
553 emptyModIface :: Module -> ModIface
554 emptyModIface mod
555   = ModIface { mi_module   = mod,
556                mi_mod_vers = initialVersion,
557                mi_orphan   = False,
558                mi_boot     = False,
559                mi_deps     = noDependencies,
560                mi_usages   = [],
561                mi_exports  = [],
562                mi_exp_vers = initialVersion,
563                mi_fixities = [],
564                mi_deprecs  = NoDeprecs,
565                mi_insts     = [],
566                mi_fam_insts = [],
567                mi_rules     = [],
568                mi_decls     = [],
569                mi_globals   = Nothing,
570                mi_rule_vers = initialVersion,
571                mi_dep_fn = emptyIfaceDepCache,
572                mi_fix_fn = emptyIfaceFixCache,
573                mi_ver_fn = emptyIfaceVerCache
574     }           
575 \end{code}
576
577
578 %************************************************************************
579 %*                                                                      *
580 \subsection{The interactive context}
581 %*                                                                      *
582 %************************************************************************
583
584 \begin{code}
585 data InteractiveContext 
586   = InteractiveContext { 
587         ic_toplev_scope :: [Module],    -- Include the "top-level" scope of
588                                         -- these modules
589
590         ic_exports :: [Module],         -- Include just the exports of these
591                                         -- modules
592
593         ic_rn_gbl_env :: GlobalRdrEnv,  -- The cached GlobalRdrEnv, built from
594                                         -- ic_toplev_scope and ic_exports
595
596         ic_rn_local_env :: LocalRdrEnv, -- Lexical context for variables bound
597                                         -- during interaction
598
599         ic_type_env :: TypeEnv          -- Ditto for types
600     }
601
602 emptyInteractiveContext
603   = InteractiveContext { ic_toplev_scope = [],
604                          ic_exports = [],
605                          ic_rn_gbl_env = emptyGlobalRdrEnv,
606                          ic_rn_local_env = emptyLocalRdrEnv,
607                          ic_type_env = emptyTypeEnv }
608
609 icPrintUnqual :: InteractiveContext -> PrintUnqualified
610 icPrintUnqual ictxt = mkPrintUnqualified (ic_rn_gbl_env ictxt)
611 \end{code}
612
613 %************************************************************************
614 %*                                                                      *
615         Building a PrintUnqualified             
616 %*                                                                      *
617 %************************************************************************
618
619 \begin{code}
620 mkPrintUnqualified :: GlobalRdrEnv -> PrintUnqualified
621 mkPrintUnqualified env = (qual_name, qual_mod)
622   where
623   qual_name mod occ
624         | null gres = Just (moduleName mod)
625                 -- it isn't in scope at all, this probably shouldn't happen,
626                 -- but we'll qualify it by the original module anyway.
627         | any unQualOK gres = Nothing
628         | (Imported is : _) <- map gre_prov gres, (idecl : _) <- is
629           = Just (is_as (is_decl idecl))
630         | otherwise = panic "mkPrintUnqualified" 
631       where
632         gres  = [ gre | gre <- lookupGlobalRdrEnv env occ,
633                         nameModule (gre_name gre) == mod ]
634
635   qual_mod mod = Nothing       -- For now...
636 \end{code}
637
638
639 %************************************************************************
640 %*                                                                      *
641                 TyThing
642 %*                                                                      *
643 %************************************************************************
644
645 \begin{code}
646 implicitTyThings :: TyThing -> [TyThing]
647 -- If you change this, make sure you change LoadIface.ifaceDeclSubBndrs in sync
648
649 implicitTyThings (AnId id)   = []
650
651         -- For type constructors, add the data cons (and their extras),
652         -- and the selectors and generic-programming Ids too
653         --
654         -- Newtypes don't have a worker Id, so don't generate that?
655 implicitTyThings (ATyCon tc) = implicitCoTyCon tc ++
656                                map AnId (tyConSelIds tc) ++ 
657                                concatMap (extras_plus . ADataCon) 
658                                          (tyConDataCons tc)
659                      
660         -- For classes, add the class TyCon too (and its extras)
661         -- and the class selector Ids and the associated types (they don't
662         -- have extras as these are only the family decls)
663 implicitTyThings (AClass cl) = map AnId (classSelIds cl) ++
664                                map ATyCon (classATs cl) ++
665                                extras_plus (ATyCon (classTyCon cl))
666
667         -- For data cons add the worker and wrapper (if any)
668 implicitTyThings (ADataCon dc) = map AnId (dataConImplicitIds dc)
669
670         -- For newtypes and indexed data types, add the implicit coercion tycon
671 implicitCoTyCon tc 
672   = map ATyCon . catMaybes $ [newTyConCo_maybe tc, 
673                               tyConFamilyCoercion_maybe tc]
674
675 extras_plus thing = thing : implicitTyThings thing
676
677 extendTypeEnvWithIds :: TypeEnv -> [Id] -> TypeEnv
678 extendTypeEnvWithIds env ids
679   = extendNameEnvList env [(getName id, AnId id) | id <- ids]
680 \end{code}
681
682 %************************************************************************
683 %*                                                                      *
684                 TypeEnv
685 %*                                                                      *
686 %************************************************************************
687
688 \begin{code}
689 type TypeEnv = NameEnv TyThing
690
691 emptyTypeEnv    :: TypeEnv
692 typeEnvElts     :: TypeEnv -> [TyThing]
693 typeEnvClasses  :: TypeEnv -> [Class]
694 typeEnvTyCons   :: TypeEnv -> [TyCon]
695 typeEnvIds      :: TypeEnv -> [Id]
696 typeEnvDataCons :: TypeEnv -> [DataCon]
697 lookupTypeEnv   :: TypeEnv -> Name -> Maybe TyThing
698
699 emptyTypeEnv        = emptyNameEnv
700 typeEnvElts     env = nameEnvElts env
701 typeEnvClasses  env = [cl | AClass cl   <- typeEnvElts env]
702 typeEnvTyCons   env = [tc | ATyCon tc   <- typeEnvElts env] 
703 typeEnvIds      env = [id | AnId id     <- typeEnvElts env] 
704 typeEnvDataCons env = [dc | ADataCon dc <- typeEnvElts env] 
705
706 mkTypeEnv :: [TyThing] -> TypeEnv
707 mkTypeEnv things = extendTypeEnvList emptyTypeEnv things
708                 
709 lookupTypeEnv = lookupNameEnv
710
711 -- Extend the type environment
712 extendTypeEnv :: TypeEnv -> TyThing -> TypeEnv
713 extendTypeEnv env thing = extendNameEnv env (getName thing) thing 
714
715 extendTypeEnvList :: TypeEnv -> [TyThing] -> TypeEnv
716 extendTypeEnvList env things = foldl extendTypeEnv env things
717 \end{code}
718
719 \begin{code}
720 lookupType :: DynFlags
721            -> HomePackageTable
722            -> PackageTypeEnv
723            -> Name
724            -> Maybe TyThing
725
726 lookupType dflags hpt pte name
727   -- in one-shot, we don't use the HPT
728   | not (isOneShot (ghcMode dflags)) && modulePackageId mod == this_pkg 
729   = do hm <- lookupUFM hpt (moduleName mod) -- Maybe monad
730        lookupNameEnv (md_types (hm_details hm)) name
731   | otherwise
732   = lookupNameEnv pte name
733   where mod = nameModule name
734         this_pkg = thisPackage dflags
735 \end{code}
736
737 \begin{code}
738 tyThingTyCon (ATyCon tc) = tc
739 tyThingTyCon other       = pprPanic "tyThingTyCon" (ppr other)
740
741 tyThingClass (AClass cls) = cls
742 tyThingClass other        = pprPanic "tyThingClass" (ppr other)
743
744 tyThingDataCon (ADataCon dc) = dc
745 tyThingDataCon other         = pprPanic "tyThingDataCon" (ppr other)
746
747 tyThingId (AnId id) = id
748 tyThingId other     = pprPanic "tyThingId" (ppr other)
749 \end{code}
750
751 %************************************************************************
752 %*                                                                      *
753 \subsection{Auxiliary types}
754 %*                                                                      *
755 %************************************************************************
756
757 These types are defined here because they are mentioned in ModDetails,
758 but they are mostly elaborated elsewhere
759
760 \begin{code}
761 mkIfaceVerCache :: [(Version,IfaceDecl)] -> OccName -> Maybe Version
762 mkIfaceVerCache pairs 
763   = \occ -> lookupOccEnv env occ
764   where
765     env = foldl add emptyOccEnv pairs
766     add env (v,d) = extendOccEnv env (ifName d) v
767
768 emptyIfaceVerCache :: OccName -> Maybe Version
769 emptyIfaceVerCache occ = Nothing
770
771 ------------------ Deprecations -------------------------
772 data Deprecs a
773   = NoDeprecs
774   | DeprecAll DeprecTxt -- Whole module deprecated
775   | DeprecSome a        -- Some specific things deprecated
776   deriving( Eq )
777
778 type IfaceDeprecs = Deprecs [(OccName,DeprecTxt)]
779 type Deprecations = Deprecs (NameEnv (OccName,DeprecTxt))
780         -- Keep the OccName so we can flatten the NameEnv to
781         -- get an IfaceDeprecs from a Deprecations
782         -- Only an OccName is needed, because a deprecation always
783         -- applies to things defined in the module in which the
784         -- deprecation appears.
785
786 mkIfaceDepCache:: IfaceDeprecs -> Name -> Maybe DeprecTxt
787 mkIfaceDepCache NoDeprecs         = \n -> Nothing
788 mkIfaceDepCache (DeprecAll t)     = \n -> Just t
789 mkIfaceDepCache (DeprecSome pairs) = lookupOccEnv (mkOccEnv pairs) . nameOccName
790
791 emptyIfaceDepCache :: Name -> Maybe DeprecTxt
792 emptyIfaceDepCache n = Nothing
793
794 lookupDeprec :: Deprecations -> Name -> Maybe DeprecTxt
795 lookupDeprec NoDeprecs        name = Nothing
796 lookupDeprec (DeprecAll  txt) name = Just txt
797 lookupDeprec (DeprecSome env) name = case lookupNameEnv env name of
798                                             Just (_, txt) -> Just txt
799                                             Nothing       -> Nothing
800
801 plusDeprecs :: Deprecations -> Deprecations -> Deprecations
802 plusDeprecs d NoDeprecs = d
803 plusDeprecs NoDeprecs d = d
804 plusDeprecs d (DeprecAll t) = DeprecAll t
805 plusDeprecs (DeprecAll t) d = DeprecAll t
806 plusDeprecs (DeprecSome v1) (DeprecSome v2) = DeprecSome (v1 `plusNameEnv` v2)
807 \end{code}
808
809
810 \begin{code}
811 type Avails       = [AvailInfo]
812 type AvailInfo    = GenAvailInfo Name
813 type RdrAvailInfo = GenAvailInfo OccName
814
815 data GenAvailInfo name  = Avail name     -- An ordinary identifier
816                         | AvailTC name   -- The name of the type or class
817                                   [name] -- The available pieces of type/class.
818                                          -- NB: If the type or class is itself
819                                          -- to be in scope, it must be in this list.
820                                          -- Thus, typically: AvailTC Eq [Eq, ==, /=]
821                         deriving( Eq )
822                         -- Equality used when deciding if the interface has changed
823
824 type IfaceExport = (Module, [GenAvailInfo OccName])
825
826 availsToNameSet :: [AvailInfo] -> NameSet
827 availsToNameSet avails = foldl add emptyNameSet avails
828                        where
829                          add set avail = addListToNameSet set (availNames avail)
830
831 availName :: GenAvailInfo name -> name
832 availName (Avail n)     = n
833 availName (AvailTC n _) = n
834
835 availNames :: GenAvailInfo name -> [name]
836 availNames (Avail n)      = [n]
837 availNames (AvailTC n ns) = ns
838
839 instance Outputable n => Outputable (GenAvailInfo n) where
840    ppr = pprAvail
841
842 pprAvail :: Outputable n => GenAvailInfo n -> SDoc
843 pprAvail (AvailTC n ns) = ppr n <> case {- filter (/= n) -} ns of
844                                         []  -> empty
845                                         ns' -> braces (hsep (punctuate comma (map ppr ns')))
846
847 pprAvail (Avail n) = ppr n
848 \end{code}
849
850 \begin{code}
851 mkIfaceFixCache :: [(OccName, Fixity)] -> OccName -> Fixity
852 mkIfaceFixCache pairs 
853   = \n -> lookupOccEnv env n `orElse` defaultFixity
854   where
855    env = mkOccEnv pairs
856
857 emptyIfaceFixCache :: OccName -> Fixity
858 emptyIfaceFixCache n = defaultFixity
859
860 -- This fixity environment is for source code only
861 type FixityEnv = NameEnv FixItem
862
863 -- We keep the OccName in the range so that we can generate an interface from it
864 data FixItem = FixItem OccName Fixity SrcSpan
865
866 instance Outputable FixItem where
867   ppr (FixItem occ fix loc) = ppr fix <+> ppr occ <+> parens (ppr loc)
868
869 emptyFixityEnv :: FixityEnv
870 emptyFixityEnv = emptyNameEnv
871
872 lookupFixity :: FixityEnv -> Name -> Fixity
873 lookupFixity env n = case lookupNameEnv env n of
874                         Just (FixItem _ fix _) -> fix
875                         Nothing                -> defaultFixity
876 \end{code}
877
878
879 %************************************************************************
880 %*                                                                      *
881 \subsection{WhatsImported}
882 %*                                                                      *
883 %************************************************************************
884
885 \begin{code}
886 type WhetherHasOrphans   = Bool
887         -- An "orphan" is 
888         --      * an instance decl in a module other than the defn module for 
889         --              one of the tycons or classes in the instance head
890         --      * a transformation rule in a module other than the one defining
891         --              the function in the head of the rule.
892
893 type IsBootInterface = Bool
894
895 -- Dependency info about modules and packages below this one
896 -- in the import hierarchy.  See TcRnTypes.ImportAvails for details.
897 --
898 -- Invariant: the dependencies of a module M never includes M
899 -- Invariant: the lists are unordered, with no duplicates
900 data Dependencies
901   = Deps { dep_mods  :: [(ModuleName,IsBootInterface)], -- Home-package module dependencies
902            dep_pkgs  :: [PackageId],                    -- External package dependencies
903            dep_orphs :: [Module] }                      -- Orphan modules (whether home or external pkg)
904   deriving( Eq )
905         -- Equality used only for old/new comparison in MkIface.addVersionInfo
906
907 noDependencies :: Dependencies
908 noDependencies = Deps [] [] []
909           
910 data Usage
911   = Usage { usg_name     :: ModuleName,                 -- Name of the module
912             usg_mod      :: Version,                    -- Module version
913             usg_entities :: [(OccName,Version)],        -- Sorted by occurrence name
914             usg_exports  :: Maybe Version,              -- Export-list version, if we depend on it
915             usg_rules    :: Version                     -- Orphan-rules version (for non-orphan
916                                                         -- modules this will always be initialVersion)
917     }       deriving( Eq )
918         -- This type doesn't let you say "I imported f but none of the rules in
919         -- the module". If you use anything in the module you get its rule version
920         -- So if the rules change, you'll recompile, even if you don't use them.
921         -- This is easy to implement, and it's safer: you might not have used the rules last
922         -- time round, but if someone has added a new rule you might need it this time
923
924         -- The export list field is (Just v) if we depend on the export list:
925         --      i.e. we imported the module directly, whether or not we
926         --           enumerated the things we imported, or just imported everything
927         -- We need to recompile if M's exports change, because 
928         -- if the import was    import M,       we might now have a name clash in the 
929         --                                      importing module.
930         -- if the import was    import M(x)     M might no longer export x
931         -- The only way we don't depend on the export list is if we have
932         --                      import M()
933         -- And of course, for modules that aren't imported directly we don't
934         -- depend on their export lists
935 \end{code}
936
937
938 %************************************************************************
939 %*                                                                      *
940                 The External Package State
941 %*                                                                      *
942 %************************************************************************
943
944 \begin{code}
945 type PackageTypeEnv    = TypeEnv
946 type PackageRuleBase   = RuleBase
947 type PackageInstEnv    = InstEnv
948 type PackageFamInstEnv = FamInstEnv
949
950 data ExternalPackageState
951   = EPS {
952         eps_is_boot :: !(ModuleNameEnv (ModuleName, IsBootInterface)),
953                 -- In OneShot mode (only), home-package modules
954                 -- accumulate in the external package state, and are
955                 -- sucked in lazily.  For these home-pkg modules
956                 -- (only) we need to record which are boot modules.
957                 -- We set this field after loading all the
958                 -- explicitly-imported interfaces, but before doing
959                 -- anything else
960                 --
961                 -- The ModuleName part is not necessary, but it's useful for
962                 -- debug prints, and it's convenient because this field comes
963                 -- direct from TcRnTypes.ImportAvails.imp_dep_mods
964
965         eps_PIT :: !PackageIfaceTable,
966                 -- The ModuleIFaces for modules in external packages
967                 -- whose interfaces we have opened
968                 -- The declarations in these interface files are held in
969                 -- eps_decls, eps_inst_env, eps_fam_inst_env, eps_rules
970                 -- (below), not in the mi_decls fields of the iPIT.  
971                 -- What _is_ in the iPIT is:
972                 --      * The Module 
973                 --      * Version info
974                 --      * Its exports
975                 --      * Fixities
976                 --      * Deprecations
977
978         eps_PTE :: !PackageTypeEnv,        -- Domain = external-package modules
979
980         eps_inst_env     :: !PackageInstEnv,   -- The total InstEnv accumulated
981                                                -- from all the external-package
982                                                -- modules 
983         eps_fam_inst_env :: !PackageFamInstEnv,-- Ditto FamInstEnv
984         eps_rule_base    :: !PackageRuleBase,  -- Ditto RuleEnv
985
986         eps_stats :: !EpsStats
987   }
988
989 -- "In" means read from iface files
990 -- "Out" means actually sucked in and type-checked
991 data EpsStats = EpsStats { n_ifaces_in
992                          , n_decls_in, n_decls_out 
993                          , n_rules_in, n_rules_out
994                          , n_insts_in, n_insts_out :: !Int }
995
996 addEpsInStats :: EpsStats -> Int -> Int -> Int -> EpsStats
997 -- Add stats for one newly-read interface
998 addEpsInStats stats n_decls n_insts n_rules
999   = stats { n_ifaces_in = n_ifaces_in stats + 1
1000           , n_decls_in  = n_decls_in stats + n_decls
1001           , n_insts_in  = n_insts_in stats + n_insts
1002           , n_rules_in  = n_rules_in stats + n_rules }
1003 \end{code}
1004
1005 The NameCache makes sure that there is just one Unique assigned for
1006 each original name; i.e. (module-name, occ-name) pair.  The Name is
1007 always stored as a Global, and has the SrcLoc of its binding location.
1008 Actually that's not quite right.  When we first encounter the original
1009 name, we might not be at its binding site (e.g. we are reading an
1010 interface file); so we give it 'noSrcLoc' then.  Later, when we find
1011 its binding site, we fix it up.
1012
1013 \begin{code}
1014 data NameCache
1015  = NameCache {  nsUniqs :: UniqSupply,
1016                 -- Supply of uniques
1017                 nsNames :: OrigNameCache,
1018                 -- Ensures that one original name gets one unique
1019                 nsIPs   :: OrigIParamCache
1020                 -- Ensures that one implicit parameter name gets one unique
1021    }
1022
1023 type OrigNameCache   = ModuleEnv (OccEnv Name)
1024 type OrigIParamCache = FiniteMap (IPName OccName) (IPName Name)
1025 \end{code}
1026
1027
1028
1029 %************************************************************************
1030 %*                                                                      *
1031                 The module graph and ModSummary type
1032         A ModSummary is a node in the compilation manager's
1033         dependency graph, and it's also passed to hscMain
1034 %*                                                                      *
1035 %************************************************************************
1036
1037 A ModuleGraph contains all the nodes from the home package (only).  
1038 There will be a node for each source module, plus a node for each hi-boot
1039 module.
1040
1041 \begin{code}
1042 type ModuleGraph = [ModSummary]  -- The module graph, 
1043                                  -- NOT NECESSARILY IN TOPOLOGICAL ORDER
1044
1045 emptyMG :: ModuleGraph
1046 emptyMG = []
1047
1048 -- The nodes of the module graph are
1049 --      EITHER a regular Haskell source module
1050 --      OR     a hi-boot source module
1051
1052 data ModSummary
1053    = ModSummary {
1054         ms_mod       :: Module,                 -- Identity of the module
1055         ms_hsc_src   :: HscSource,              -- Source is Haskell, hs-boot, external core
1056         ms_location  :: ModLocation,            -- Location
1057         ms_hs_date   :: ClockTime,              -- Timestamp of source file
1058         ms_obj_date  :: Maybe ClockTime,        -- Timestamp of object, maybe
1059         ms_srcimps   :: [Located ModuleName],   -- Source imports
1060         ms_imps      :: [Located ModuleName],   -- Non-source imports
1061         ms_hspp_file :: FilePath,               -- Filename of preprocessed source.
1062         ms_hspp_opts :: DynFlags,               -- Cached flags from OPTIONS, INCLUDE
1063                                                 -- and LANGUAGE pragmas.
1064         ms_hspp_buf  :: Maybe StringBuffer      -- The actual preprocessed source, maybe.
1065      }
1066
1067 -- The ModLocation contains both the original source filename and the
1068 -- filename of the cleaned-up source file after all preprocessing has been
1069 -- done.  The point is that the summariser will have to cpp/unlit/whatever
1070 -- all files anyway, and there's no point in doing this twice -- just 
1071 -- park the result in a temp file, put the name of it in the location,
1072 -- and let @compile@ read from that file on the way back up.
1073
1074 -- The ModLocation is stable over successive up-sweeps in GHCi, wheres
1075 -- the ms_hs_date and imports can, of course, change
1076
1077 msHsFilePath, msHiFilePath, msObjFilePath :: ModSummary -> FilePath
1078 msHsFilePath  ms = expectJust "msHsFilePath" (ml_hs_file  (ms_location ms))
1079 msHiFilePath  ms = ml_hi_file  (ms_location ms)
1080 msObjFilePath ms = ml_obj_file (ms_location ms)
1081
1082 isBootSummary :: ModSummary -> Bool
1083 isBootSummary ms = isHsBoot (ms_hsc_src ms)
1084
1085 instance Outputable ModSummary where
1086    ppr ms
1087       = sep [text "ModSummary {",
1088              nest 3 (sep [text "ms_hs_date = " <> text (show (ms_hs_date ms)),
1089                           text "ms_mod =" <+> ppr (ms_mod ms) 
1090                                 <> text (hscSourceString (ms_hsc_src ms)) <> comma,
1091                           text "ms_imps =" <+> ppr (ms_imps ms),
1092                           text "ms_srcimps =" <+> ppr (ms_srcimps ms)]),
1093              char '}'
1094             ]
1095
1096 showModMsg :: HscTarget -> Bool -> ModSummary -> String
1097 showModMsg target recomp mod_summary
1098   = showSDoc (hsep [text (mod_str ++ replicate (max 0 (16 - length mod_str)) ' '),
1099                     char '(', text (msHsFilePath mod_summary) <> comma,
1100                     case target of
1101                       HscInterpreted | recomp
1102                                  -> text "interpreted"
1103                       HscNothing -> text "nothing"
1104                       _other     -> text (msObjFilePath mod_summary),
1105                     char ')'])
1106  where 
1107     mod     = moduleName (ms_mod mod_summary)
1108     mod_str = showSDoc (ppr mod) ++ hscSourceString (ms_hsc_src mod_summary)
1109 \end{code}
1110
1111
1112 %************************************************************************
1113 %*                                                                      *
1114 \subsection{Linkable stuff}
1115 %*                                                                      *
1116 %************************************************************************
1117
1118 This stuff is in here, rather than (say) in Linker.lhs, because the Linker.lhs
1119 stuff is the *dynamic* linker, and isn't present in a stage-1 compiler
1120
1121 \begin{code}
1122 data Linkable = LM {
1123   linkableTime     :: ClockTime,        -- Time at which this linkable was built
1124                                         -- (i.e. when the bytecodes were produced,
1125                                         --       or the mod date on the files)
1126   linkableModule   :: Module,           -- Should be Module, but see below
1127   linkableUnlinked :: [Unlinked]
1128  }
1129
1130 isObjectLinkable :: Linkable -> Bool
1131 isObjectLinkable l = not (null unlinked) && all isObject unlinked
1132   where unlinked = linkableUnlinked l
1133         -- A linkable with no Unlinked's is treated as a BCO.  We can
1134         -- generate a linkable with no Unlinked's as a result of
1135         -- compiling a module in HscNothing mode, and this choice
1136         -- happens to work well with checkStability in module GHC.
1137
1138 instance Outputable Linkable where
1139    ppr (LM when_made mod unlinkeds)
1140       = (text "LinkableM" <+> parens (text (show when_made)) <+> ppr mod)
1141         $$ nest 3 (ppr unlinkeds)
1142
1143 -------------------------------------------
1144 data Unlinked
1145    = DotO FilePath
1146    | DotA FilePath
1147    | DotDLL FilePath
1148    | BCOs CompiledByteCode
1149
1150 #ifndef GHCI
1151 data CompiledByteCode = NoByteCode
1152 #endif
1153
1154 instance Outputable Unlinked where
1155    ppr (DotO path)   = text "DotO" <+> text path
1156    ppr (DotA path)   = text "DotA" <+> text path
1157    ppr (DotDLL path) = text "DotDLL" <+> text path
1158 #ifdef GHCI
1159    ppr (BCOs bcos)   = text "BCOs" <+> ppr bcos
1160 #else
1161    ppr (BCOs bcos)   = text "No byte code"
1162 #endif
1163
1164 isObject (DotO _)   = True
1165 isObject (DotA _)   = True
1166 isObject (DotDLL _) = True
1167 isObject _          = False
1168
1169 isInterpretable = not . isObject
1170
1171 nameOfObject (DotO fn)   = fn
1172 nameOfObject (DotA fn)   = fn
1173 nameOfObject (DotDLL fn) = fn
1174 nameOfObject other       = pprPanic "nameOfObject" (ppr other)
1175
1176 byteCodeOfObject (BCOs bc) = bc
1177 byteCodeOfObject other     = pprPanic "byteCodeOfObject" (ppr other)
1178 \end{code}
1179
1180
1181