compiler/stgSyn/StgLint.lhs

   1 %
   2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
   3 %
   4 \section[StgLint]{A ``lint'' pass to check for Stg correctness}
   5
   6 \begin{code}
   7 module StgLint ( lintStgBindings ) where
   8
   9 #include "HsVersions.h"
  10
  11 import StgSyn
  12
  13 import Bag              ( Bag, emptyBag, isEmptyBag, snocBag, bagToList )
  14 import Id               ( Id, idType, isLocalId )
  15 import VarSet
  16 import DataCon          ( DataCon, dataConInstArgTys, dataConRepType )
  17 import CoreSyn          ( AltCon(..) )
  18 import PrimOp           ( primOpType )
  19 import Literal          ( literalType )
  20 import Maybes           ( catMaybes )
  21 import Name             ( getSrcLoc )
  22 import ErrUtils         ( Message, mkLocMessage )
  23 import Type             ( mkFunTys, splitFunTys, splitTyConApp_maybe,
  24                           isUnLiftedType, isTyVarTy, dropForAlls, Type
  25                         )
  26 import TyCon            ( isAlgTyCon, isNewTyCon, tyConDataCons )
  27 import Util             ( zipEqual, equalLength )
  28 import SrcLoc           ( srcLocSpan )
  29 import Outputable
  30
  31 infixr 9 `thenL`, `thenL_`, `thenMaybeL`
  32 \end{code}
  33
  34 Checks for
  35         (a) *some* type errors
  36         (b) locally-defined variables used but not defined
  37
  38
  39 Note: unless -dverbose-stg is on, display of lint errors will result
  40 in "panic: bOGUS_LVs".
  41
  42 WARNING:
  43 ~~~~~~~~
  44
  45 This module has suffered bit-rot; it is likely to yield lint errors
  46 for Stg code that is currently perfectly acceptable for code
  47 generation.  Solution: don't use it!  (KSW 2000-05).
  48
  49
  50 %************************************************************************
  51 %*                                                                      *
  52 \subsection{``lint'' for various constructs}
  53 %*                                                                      *
  54 %************************************************************************
  55
  56 @lintStgBindings@ is the top-level interface function.
  57
  58 \begin{code}
  59 lintStgBindings :: String -> [StgBinding] -> [StgBinding]
  60
  61 lintStgBindings whodunnit binds
  62   = {-# SCC "StgLint" #-}
  63     case (initL (lint_binds binds)) of
  64       Nothing  -> binds
  65       Just msg -> pprPanic "" (vcat [
  66                         ptext SLIT("*** Stg Lint ErrMsgs: in") <+> text whodunnit <+> ptext SLIT("***"),
  67                         msg,
  68                         ptext SLIT("*** Offending Program ***"),
  69                         pprStgBindings binds,
  70                         ptext SLIT("*** End of Offense ***")])
  71   where
  72     lint_binds :: [StgBinding] -> LintM ()
  73
  74     lint_binds [] = returnL ()
  75     lint_binds (bind:binds)
  76       = lintStgBinds bind               `thenL` \ binders ->
  77         addInScopeVars binders (
  78             lint_binds binds
  79         )
  80 \end{code}
  81
  82
  83 \begin{code}
  84 lintStgArg :: StgArg -> LintM (Maybe Type)
  85 lintStgArg (StgLitArg lit) = returnL (Just (literalType lit))
  86 lintStgArg (StgVarArg v)   = lintStgVar v
  87
  88 lintStgVar v  = checkInScope v  `thenL_`
  89                 returnL (Just (idType v))
  90 \end{code}
  91
  92 \begin{code}
  93 lintStgBinds :: StgBinding -> LintM [Id]                -- Returns the binders
  94 lintStgBinds (StgNonRec binder rhs)
  95   = lint_binds_help (binder,rhs)        `thenL_`
  96     returnL [binder]
  97
  98 lintStgBinds (StgRec pairs)
  99   = addInScopeVars binders (
 100         mapL lint_binds_help pairs `thenL_`
 101         returnL binders
 102     )
 103   where
 104     binders = [b | (b,_) <- pairs]
 105
 106 lint_binds_help (binder, rhs)
 107   = addLoc (RhsOf binder) (
 108         -- Check the rhs
 109         lintStgRhs rhs    `thenL` \ maybe_rhs_ty ->
 110
 111         -- Check binder doesn't have unlifted type
 112         checkL (not (isUnLiftedType binder_ty))
 113                (mkUnLiftedTyMsg binder rhs)             `thenL_`
 114
 115         -- Check match to RHS type
 116         (case maybe_rhs_ty of
 117           Nothing     -> returnL ()
 118           Just rhs_ty -> checkTys  binder_ty
 119                                    rhs_ty
 120                                    (mkRhsMsg binder rhs_ty)
 121         )                       `thenL_`
 122
 123         returnL ()
 124     )
 125   where
 126     binder_ty = idType binder
 127 \end{code}
 128
 129 \begin{code}
 130 lintStgRhs :: StgRhs -> LintM (Maybe Type)
 131
 132 lintStgRhs (StgRhsClosure _ _ _ _ _ [] expr)
 133   = lintStgExpr expr
 134
 135 lintStgRhs (StgRhsClosure _ _ _ _ _ binders expr)
 136   = addLoc (LambdaBodyOf binders) (
 137     addInScopeVars binders (
 138         lintStgExpr expr   `thenMaybeL` \ body_ty ->
 139         returnL (Just (mkFunTys (map idType binders) body_ty))
 140     ))
 141
 142 lintStgRhs (StgRhsCon _ con args)
 143   = mapMaybeL lintStgArg args   `thenL` \ maybe_arg_tys ->
 144     case maybe_arg_tys of
 145       Nothing       -> returnL Nothing
 146       Just arg_tys  -> checkFunApp con_ty arg_tys (mkRhsConMsg con_ty arg_tys)
 147   where
 148     con_ty = dataConRepType con
 149 \end{code}
 150
 151 \begin{code}
 152 lintStgExpr :: StgExpr -> LintM (Maybe Type)    -- Nothing if error found
 153
 154 lintStgExpr (StgLit l) = returnL (Just (literalType l))
 155
 156 lintStgExpr e@(StgApp fun args)
 157   = lintStgVar fun              `thenMaybeL` \ fun_ty  ->
 158     mapMaybeL lintStgArg args   `thenL`      \ maybe_arg_tys ->
 159     case maybe_arg_tys of
 160       Nothing       -> returnL Nothing
 161       Just arg_tys  -> checkFunApp fun_ty arg_tys (mkFunAppMsg fun_ty arg_tys e)
 162
 163 lintStgExpr e@(StgConApp con args)
 164   = mapMaybeL lintStgArg args   `thenL` \ maybe_arg_tys ->
 165     case maybe_arg_tys of
 166       Nothing       -> returnL Nothing
 167       Just arg_tys  -> checkFunApp con_ty arg_tys (mkFunAppMsg con_ty arg_tys e)
 168   where
 169     con_ty = dataConRepType con
 170
 171 lintStgExpr e@(StgOpApp (StgFCallOp _ _) args res_ty)
 172   =     -- We don't have enough type information to check
 173         -- the application; ToDo
 174     mapMaybeL lintStgArg args   `thenL` \ maybe_arg_tys ->
 175     returnL (Just res_ty)
 176
 177 lintStgExpr e@(StgOpApp (StgPrimOp op) args _)
 178   = mapMaybeL lintStgArg args   `thenL` \ maybe_arg_tys ->
 179     case maybe_arg_tys of
 180       Nothing       -> returnL Nothing
 181       Just arg_tys  -> checkFunApp op_ty arg_tys (mkFunAppMsg op_ty arg_tys e)
 182   where
 183     op_ty = primOpType op
 184
 185 lintStgExpr (StgLam _ bndrs _)
 186   = addErrL (ptext SLIT("Unexpected StgLam") <+> ppr bndrs)     `thenL_`
 187     returnL Nothing
 188
 189 lintStgExpr (StgLet binds body)
 190   = lintStgBinds binds          `thenL` \ binders ->
 191     addLoc (BodyOfLetRec binders) (
 192     addInScopeVars binders (
 193         lintStgExpr body
 194     ))
 195
 196 lintStgExpr (StgLetNoEscape _ _ binds body)
 197   = lintStgBinds binds          `thenL` \ binders ->
 198     addLoc (BodyOfLetRec binders) (
 199     addInScopeVars binders (
 200         lintStgExpr body
 201     ))
 202
 203 lintStgExpr (StgSCC _ expr)     = lintStgExpr expr
 204
 205 lintStgExpr e@(StgCase scrut _ _ bndr _ alts_type alts)
 206   = lintStgExpr scrut           `thenMaybeL` \ _ ->
 207
 208     (case alts_type of
 209         AlgAlt tc    -> check_bndr tc
 210         PrimAlt tc   -> check_bndr tc
 211         UbxTupAlt tc -> check_bndr tc
 212         PolyAlt      -> returnL ()
 213     )                                                   `thenL_`
 214
 215     (trace (showSDoc (ppr e)) $
 216         -- we only allow case of tail-call or primop.
 217     (case scrut of
 218         StgApp _ _    -> returnL ()
 219         StgConApp _ _ -> returnL ()
 220         StgOpApp _ _ _ -> returnL ()
 221         other -> addErrL (mkCaseOfCaseMsg e))   `thenL_`
 222
 223     addInScopeVars [bndr] (lintStgAlts alts scrut_ty)
 224     )
 225   where
 226     scrut_ty      = idType bndr
 227     bad_bndr      = mkDefltMsg bndr
 228     check_bndr tc = case splitTyConApp_maybe scrut_ty of
 229                         Just (bndr_tc, _) -> checkL (tc == bndr_tc) bad_bndr
 230                         Nothing           -> addErrL bad_bndr
 231
 232
 233 lintStgAlts :: [StgAlt]
 234             -> Type             -- Type of scrutinee
 235             -> LintM (Maybe Type)       -- Type of alternatives
 236
 237 lintStgAlts alts scrut_ty
 238   = mapL (lintAlt scrut_ty) alts        `thenL` \ maybe_result_tys ->
 239
 240          -- Check the result types
 241     case catMaybes (maybe_result_tys) of
 242       []             -> returnL Nothing
 243
 244       (first_ty:tys) -> mapL check tys  `thenL_`
 245                         returnL (Just first_ty)
 246         where
 247           check ty = checkTys first_ty ty (mkCaseAltMsg alts)
 248
 249 lintAlt scrut_ty (DEFAULT, _, _, rhs)
 250  = lintStgExpr rhs
 251
 252 lintAlt scrut_ty (LitAlt lit, _, _, rhs)
 253  = checkTys (literalType lit) scrut_ty (mkAltMsg1 scrut_ty)     `thenL_`
 254    lintStgExpr rhs
 255
 256 lintAlt scrut_ty (DataAlt con, args, _, rhs)
 257   = (case splitTyConApp_maybe scrut_ty of
 258       Just (tycon, tys_applied) | isAlgTyCon tycon &&
 259                                   not (isNewTyCon tycon) ->
 260          let
 261            cons    = tyConDataCons tycon
 262            arg_tys = dataConInstArgTys con tys_applied
 263                 -- This almost certainly does not work for existential constructors
 264          in
 265          checkL (con `elem` cons) (mkAlgAltMsg2 scrut_ty con) `thenL_`
 266          checkL (equalLength arg_tys args) (mkAlgAltMsg3 con args)
 267                                                                  `thenL_`
 268          mapL check (zipEqual "lintAlgAlt:stg" arg_tys args)     `thenL_`
 269          returnL ()
 270       other ->
 271          addErrL (mkAltMsg1 scrut_ty)
 272     )                                                            `thenL_`
 273     addInScopeVars args         (
 274          lintStgExpr rhs
 275     )
 276   where
 277     check (ty, arg) = checkTys ty (idType arg) (mkAlgAltMsg4 ty arg)
 278
 279     -- elem: yes, the elem-list here can sometimes be long-ish,
 280     -- but as it's use-once, probably not worth doing anything different
 281     -- We give it its own copy, so it isn't overloaded.
 282     elem _ []       = False
 283     elem x (y:ys)   = x==y || elem x ys
 284 \end{code}
 285
 286
 287 %************************************************************************
 288 %*                                                                      *
 289 \subsection[lint-monad]{The Lint monad}
 290 %*                                                                      *
 291 %************************************************************************
 292
 293 \begin{code}
 294 type LintM a = [LintLocInfo]    -- Locations
 295             -> IdSet            -- Local vars in scope
 296             -> Bag Message      -- Error messages so far
 297             -> (a, Bag Message) -- Result and error messages (if any)
 298
 299 data LintLocInfo
 300   = RhsOf Id            -- The variable bound
 301   | LambdaBodyOf [Id]   -- The lambda-binder
 302   | BodyOfLetRec [Id]   -- One of the binders
 303
 304 dumpLoc (RhsOf v) =
 305   (srcLocSpan (getSrcLoc v), ptext SLIT(" [RHS of ") <> pp_binders [v] <> char ']' )
 306 dumpLoc (LambdaBodyOf bs) =
 307   (srcLocSpan (getSrcLoc (head bs)), ptext SLIT(" [in body of lambda with binders ") <> pp_binders bs <> char ']' )
 308
 309 dumpLoc (BodyOfLetRec bs) =
 310   (srcLocSpan (getSrcLoc (head bs)), ptext SLIT(" [in body of letrec with binders ") <> pp_binders bs <> char ']' )
 311
 312
 313 pp_binders :: [Id] -> SDoc
 314 pp_binders bs
 315   = sep (punctuate comma (map pp_binder bs))
 316   where
 317     pp_binder b
 318       = hsep [ppr b, dcolon, ppr (idType b)]
 319 \end{code}
 320
 321 \begin{code}
 322 initL :: LintM a -> Maybe Message
 323 initL m
 324   = case (m [] emptyVarSet emptyBag) of { (_, errs) ->
 325     if isEmptyBag errs then
 326         Nothing
 327     else
 328         Just (vcat (punctuate (text "") (bagToList errs)))
 329     }
 330
 331 returnL :: a -> LintM a
 332 returnL r loc scope errs = (r, errs)
 333
 334 thenL :: LintM a -> (a -> LintM b) -> LintM b
 335 thenL m k loc scope errs
 336   = case m loc scope errs of
 337       (r, errs') -> k r loc scope errs'
 338
 339 thenL_ :: LintM a -> LintM b -> LintM b
 340 thenL_ m k loc scope errs
 341   = case m loc scope errs of
 342       (_, errs') -> k loc scope errs'
 343
 344 thenMaybeL :: LintM (Maybe a) -> (a -> LintM (Maybe b)) -> LintM (Maybe b)
 345 thenMaybeL m k loc scope errs
 346   = case m loc scope errs of
 347       (Nothing, errs2) -> (Nothing, errs2)
 348       (Just r,  errs2) -> k r loc scope errs2
 349
 350 mapL :: (a -> LintM b) -> [a] -> LintM [b]
 351 mapL f [] = returnL []
 352 mapL f (x:xs)
 353   = f x         `thenL` \ r ->
 354     mapL f xs   `thenL` \ rs ->
 355     returnL (r:rs)
 356
 357 mapMaybeL :: (a -> LintM (Maybe b)) -> [a] -> LintM (Maybe [b])
 358         -- Returns Nothing if anything fails
 359 mapMaybeL f [] = returnL (Just [])
 360 mapMaybeL f (x:xs)
 361   = f x             `thenMaybeL` \ r ->
 362     mapMaybeL f xs  `thenMaybeL` \ rs ->
 363     returnL (Just (r:rs))
 364 \end{code}
 365
 366 \begin{code}
 367 checkL :: Bool -> Message -> LintM ()
 368 checkL True  msg loc scope errs = ((), errs)
 369 checkL False msg loc scope errs = ((), addErr errs msg loc)
 370
 371 addErrL :: Message -> LintM ()
 372 addErrL msg loc scope errs = ((), addErr errs msg loc)
 373
 374 addErr :: Bag Message -> Message -> [LintLocInfo] -> Bag Message
 375
 376 addErr errs_so_far msg locs
 377   = errs_so_far `snocBag` mk_msg locs
 378   where
 379     mk_msg (loc:_) = let (l,hdr) = dumpLoc loc
 380                      in  mkLocMessage l (hdr $$ msg)
 381     mk_msg []      = msg
 382
 383 addLoc :: LintLocInfo -> LintM a -> LintM a
 384 addLoc extra_loc m loc scope errs
 385   = m (extra_loc:loc) scope errs
 386
 387 addInScopeVars :: [Id] -> LintM a -> LintM a
 388 addInScopeVars ids m loc scope errs
 389   = -- We check if these "new" ids are already
 390     -- in scope, i.e., we have *shadowing* going on.
 391     -- For now, it's just a "trace"; we may make
 392     -- a real error out of it...
 393     let
 394         new_set = mkVarSet ids
 395     in
 396 --  After adding -fliberate-case, Simon decided he likes shadowed
 397 --  names after all.  WDP 94/07
 398 --  (if isEmptyVarSet shadowed
 399 --  then id
 400 --  else pprTrace "Shadowed vars:" (ppr (varSetElems shadowed))) $
 401     m loc (scope `unionVarSet` new_set) errs
 402 \end{code}
 403
 404 Checking function applications: we only check that the type has the
 405 right *number* of arrows, we don't actually compare the types.  This
 406 is because we can't expect the types to be equal - the type
 407 applications and type lambdas that we use to calculate accurate types
 408 have long since disappeared.
 409
 410 \begin{code}
 411 checkFunApp :: Type                 -- The function type
 412             -> [Type]               -- The arg type(s)
 413             -> Message              -- Error messgae
 414             -> LintM (Maybe Type)   -- The result type
 415
 416 checkFunApp fun_ty arg_tys msg loc scope errs
 417   = cfa res_ty expected_arg_tys arg_tys
 418   where
 419     (expected_arg_tys, res_ty) = splitFunTys (dropForAlls fun_ty)
 420
 421     cfa res_ty expected []      -- Args have run out; that's fine
 422       = (Just (mkFunTys expected res_ty), errs)
 423
 424     cfa res_ty [] arg_tys       -- Expected arg tys ran out first;
 425                                 -- first see if res_ty is a tyvar template;
 426                                 -- otherwise, maybe res_ty is a
 427                                 -- dictionary type which is actually a function?
 428       | isTyVarTy res_ty
 429       = (Just res_ty, errs)
 430       | otherwise
 431       = case splitFunTys res_ty of
 432           ([], _)                 -> (Nothing, addErr errs msg loc)     -- Too many args
 433           (new_expected, new_res) -> cfa new_res new_expected arg_tys
 434
 435     cfa res_ty (expected_arg_ty:expected_arg_tys) (arg_ty:arg_tys)
 436       = cfa res_ty expected_arg_tys arg_tys
 437 \end{code}
 438
 439 \begin{code}
 440 checkInScope :: Id -> LintM ()
 441 checkInScope id loc scope errs
 442   = if isLocalId id && not (id `elemVarSet` scope) then
 443         ((), addErr errs (hsep [ppr id, ptext SLIT("is out of scope")]) loc)
 444     else
 445         ((), errs)
 446
 447 checkTys :: Type -> Type -> Message -> LintM ()
 448 checkTys ty1 ty2 msg loc scope errs
 449   = -- if (ty1 == ty2) then
 450     ((), errs)
 451     -- else ((), addErr errs msg loc)
 452 \end{code}
 453
 454 \begin{code}
 455 mkCaseAltMsg :: [StgAlt] -> Message
 456 mkCaseAltMsg alts
 457   = ($$) (text "In some case alternatives, type of alternatives not all same:")
 458             (empty) -- LATER: ppr alts
 459
 460 mkDefltMsg :: Id -> Message
 461 mkDefltMsg bndr
 462   = ($$) (ptext SLIT("Binder of a case expression doesn't match type of scrutinee:"))
 463             (panic "mkDefltMsg")
 464
 465 mkFunAppMsg :: Type -> [Type] -> StgExpr -> Message
 466 mkFunAppMsg fun_ty arg_tys expr
 467   = vcat [text "In a function application, function type doesn't match arg types:",
 468               hang (ptext SLIT("Function type:")) 4 (ppr fun_ty),
 469               hang (ptext SLIT("Arg types:")) 4 (vcat (map (ppr) arg_tys)),
 470               hang (ptext SLIT("Expression:")) 4 (ppr expr)]
 471
 472 mkRhsConMsg :: Type -> [Type] -> Message
 473 mkRhsConMsg fun_ty arg_tys
 474   = vcat [text "In a RHS constructor application, con type doesn't match arg types:",
 475               hang (ptext SLIT("Constructor type:")) 4 (ppr fun_ty),
 476               hang (ptext SLIT("Arg types:")) 4 (vcat (map (ppr) arg_tys))]
 477
 478 mkAltMsg1 :: Type -> Message
 479 mkAltMsg1 ty
 480   = ($$) (text "In a case expression, type of scrutinee does not match patterns")
 481          (ppr ty)
 482
 483 mkAlgAltMsg2 :: Type -> DataCon -> Message
 484 mkAlgAltMsg2 ty con
 485   = vcat [
 486         text "In some algebraic case alternative, constructor is not a constructor of scrutinee type:",
 487         ppr ty,
 488         ppr con
 489     ]
 490
 491 mkAlgAltMsg3 :: DataCon -> [Id] -> Message
 492 mkAlgAltMsg3 con alts
 493   = vcat [
 494         text "In some algebraic case alternative, number of arguments doesn't match constructor:",
 495         ppr con,
 496         ppr alts
 497     ]
 498
 499 mkAlgAltMsg4 :: Type -> Id -> Message
 500 mkAlgAltMsg4 ty arg
 501   = vcat [
 502         text "In some algebraic case alternative, type of argument doesn't match data constructor:",
 503         ppr ty,
 504         ppr arg
 505     ]
 506
 507 mkCaseOfCaseMsg :: StgExpr -> Message
 508 mkCaseOfCaseMsg e
 509   = text "Case of non-tail-call:" $$ ppr e
 510
 511 mkRhsMsg :: Id -> Type -> Message
 512 mkRhsMsg binder ty
 513   = vcat [hsep [ptext SLIT("The type of this binder doesn't match the type of its RHS:"),
 514                      ppr binder],
 515               hsep [ptext SLIT("Binder's type:"), ppr (idType binder)],
 516               hsep [ptext SLIT("Rhs type:"), ppr ty]
 517              ]
 518
 519 mkUnLiftedTyMsg binder rhs
 520   = (ptext SLIT("Let(rec) binder") <+> quotes (ppr binder) <+>
 521      ptext SLIT("has unlifted type") <+> quotes (ppr (idType binder)))
 522     $$
 523     (ptext SLIT("RHS:") <+> ppr rhs)
 524 \end{code}