Merge branch 'master' of http://darcs.haskell.org/ghc into ghc-generics
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcRnDriver.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
4 %
5 \section[TcMovectle]{Typechecking a whole module}
6
7 \begin{code}
8 module TcRnDriver (
9 #ifdef GHCI
10         tcRnStmt, tcRnExpr, tcRnType,
11         tcRnLookupRdrName,
12         getModuleExports,
13 #endif
14         tcRnImports,
15         tcRnLookupName,
16         tcRnGetInfo,
17         tcRnModule, 
18         tcTopSrcDecls,
19         tcRnExtCore
20     ) where
21
22 #ifdef GHCI
23 import {-# SOURCE #-} TcSplice ( tcSpliceDecls )
24 #endif
25
26 import DynFlags
27 import StaticFlags
28 import HsSyn
29 import PrelNames
30 import RdrName
31 import TcHsSyn
32 import TcExpr
33 import TcRnMonad
34 import Coercion
35 import FamInst
36 import InstEnv
37 import FamInstEnv
38 import TcAnnotations
39 import TcBinds
40 import TcType   ( tidyTopType )
41 import TcDefaults
42 import TcEnv
43 import TcRules
44 import TcForeign
45 import TcInstDcls
46 import TcIface
47 import TcMType
48 import MkIface
49 import IfaceSyn
50 import TcSimplify
51 import TcTyClsDecls
52 import LoadIface
53 import RnNames
54 import RnEnv
55 import RnSource
56 import PprCore
57 import CoreSyn
58 import ErrUtils
59 import Id
60 import VarEnv
61 import Var
62 import Module
63 import UniqFM
64 import Name
65 import NameEnv
66 import NameSet
67 import TyCon
68 import SrcLoc
69 import HscTypes
70 import ListSetOps
71 import Outputable
72 import DataCon
73 import Type
74 import Class
75 import TcType   ( orphNamesOfDFunHead )
76 import Inst     ( tcGetInstEnvs )
77 import Data.List ( sortBy )
78
79 #ifdef GHCI
80 import TcType   ( isUnitTy, isTauTy )
81 import CoreUtils( mkPiTypes )
82 import TcHsType
83 import TcMatches
84 import RnTypes
85 import RnExpr
86 import IfaceEnv
87 import MkId
88 import BasicTypes
89 import TidyPgm    ( globaliseAndTidyId )
90 import TysWiredIn ( unitTy, mkListTy )
91 #endif
92
93 import FastString
94 import Maybes
95 import Util
96 import Bag
97
98 import Control.Monad
99
100 #include "HsVersions.h"
101 \end{code}
102
103 %************************************************************************
104 %*                                                                      *
105         Typecheck and rename a module
106 %*                                                                      *
107 %************************************************************************
108
109
110 \begin{code}
111 tcRnModule :: HscEnv 
112            -> HscSource
113            -> Bool              -- True <=> save renamed syntax
114            -> Located (HsModule RdrName)
115            -> IO (Messages, Maybe TcGblEnv)
116
117 tcRnModule hsc_env hsc_src save_rn_syntax
118          (L loc (HsModule maybe_mod export_ies 
119                           import_decls local_decls mod_deprec
120                           maybe_doc_hdr))
121  = do { showPass (hsc_dflags hsc_env) "Renamer/typechecker" ;
122
123    let { this_pkg = thisPackage (hsc_dflags hsc_env) ;
124          this_mod = case maybe_mod of
125                         Nothing  -> mAIN        -- 'module M where' is omitted
126                         Just (L _ mod) -> mkModule this_pkg mod } ;
127                                                 -- The normal case
128                 
129    initTc hsc_env hsc_src save_rn_syntax this_mod $ 
130    setSrcSpan loc $
131    do {         -- Deal with imports;
132         tcg_env <- tcRnImports hsc_env this_mod import_decls ;
133         setGblEnv tcg_env               $ do {
134
135                 -- Load the hi-boot interface for this module, if any
136                 -- We do this now so that the boot_names can be passed
137                 -- to tcTyAndClassDecls, because the boot_names are 
138                 -- automatically considered to be loop breakers
139                 --
140                 -- Do this *after* tcRnImports, so that we know whether
141                 -- a module that we import imports us; and hence whether to
142                 -- look for a hi-boot file
143         boot_iface <- tcHiBootIface hsc_src this_mod ;
144
145                 -- Rename and type check the declarations
146         traceRn (text "rn1a") ;
147         tcg_env <- if isHsBoot hsc_src then
148                         tcRnHsBootDecls local_decls
149                    else 
150                         tcRnSrcDecls boot_iface local_decls ;
151         setGblEnv tcg_env               $ do {
152
153                 -- Report the use of any deprecated things
154                 -- We do this *before* processsing the export list so
155                 -- that we don't bleat about re-exporting a deprecated
156                 -- thing (especially via 'module Foo' export item)
157                 -- That is, only uses in the *body* of the module are complained about
158         traceRn (text "rn3") ;
159         failIfErrsM ;   -- finishWarnings crashes sometimes 
160                         -- as a result of typechecker repairs (e.g. unboundNames)
161         tcg_env <- finishWarnings (hsc_dflags hsc_env) mod_deprec tcg_env ;
162
163                 -- Process the export list
164         traceRn (text "rn4a: before exports");
165         tcg_env <- rnExports (isJust maybe_mod) export_ies tcg_env ;
166         traceRn (text "rn4b: after exportss") ;
167
168                 -- Check that main is exported (must be after rnExports)
169         checkMainExported tcg_env ;
170
171         -- Compare the hi-boot iface (if any) with the real thing
172         -- Must be done after processing the exports
173         tcg_env <- checkHiBootIface tcg_env boot_iface ;
174
175         -- The new type env is already available to stuff slurped from 
176         -- interface files, via TcEnv.updateGlobalTypeEnv
177         -- It's important that this includes the stuff in checkHiBootIface, 
178         -- because the latter might add new bindings for boot_dfuns, 
179         -- which may be mentioned in imported unfoldings
180
181                 -- Don't need to rename the Haddock documentation,
182                 -- it's not parsed by GHC anymore.
183         tcg_env <- return (tcg_env { tcg_doc_hdr = maybe_doc_hdr }) ;
184
185                 -- Report unused names
186         reportUnusedNames export_ies tcg_env ;
187
188                 -- Dump output and return
189         tcDump tcg_env ;
190         return tcg_env
191     }}}}
192 \end{code}
193
194
195 %************************************************************************
196 %*                                                                      *
197                 Import declarations
198 %*                                                                      *
199 %************************************************************************
200
201 \begin{code}
202 tcRnImports :: HscEnv -> Module -> [LImportDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
203 tcRnImports hsc_env this_mod import_decls
204   = do  { (rn_imports, rdr_env, imports,hpc_info) <- rnImports import_decls ;
205
206         ; let { dep_mods :: ModuleNameEnv (ModuleName, IsBootInterface)
207               ; dep_mods = imp_dep_mods imports
208
209                 -- We want instance declarations from all home-package
210                 -- modules below this one, including boot modules, except
211                 -- ourselves.  The 'except ourselves' is so that we don't
212                 -- get the instances from this module's hs-boot file
213               ; want_instances :: ModuleName -> Bool
214               ; want_instances mod = mod `elemUFM` dep_mods
215                                    && mod /= moduleName this_mod
216               ; (home_insts, home_fam_insts) = hptInstances hsc_env 
217                                                             want_instances
218               } ;
219
220                 -- Record boot-file info in the EPS, so that it's 
221                 -- visible to loadHiBootInterface in tcRnSrcDecls,
222                 -- and any other incrementally-performed imports
223         ; updateEps_ (\eps -> eps { eps_is_boot = dep_mods }) ;
224
225                 -- Update the gbl env
226         ; updGblEnv ( \ gbl -> 
227             gbl { 
228               tcg_rdr_env      = plusOccEnv (tcg_rdr_env gbl) rdr_env,
229               tcg_imports      = tcg_imports gbl `plusImportAvails` imports,
230               tcg_rn_imports   = rn_imports,
231               tcg_inst_env     = extendInstEnvList (tcg_inst_env gbl) home_insts,
232               tcg_fam_inst_env = extendFamInstEnvList (tcg_fam_inst_env gbl) 
233                                                       home_fam_insts,
234               tcg_hpc          = hpc_info
235             }) $ do {
236
237         ; traceRn (text "rn1" <+> ppr (imp_dep_mods imports))
238                 -- Fail if there are any errors so far
239                 -- The error printing (if needed) takes advantage 
240                 -- of the tcg_env we have now set
241 --      ; traceIf (text "rdr_env: " <+> ppr rdr_env)
242         ; failIfErrsM
243
244                 -- Load any orphan-module and family instance-module
245                 -- interfaces, so that their rules and instance decls will be
246                 -- found.
247         ; loadOrphanModules (imp_orphs  imports) False
248         ; loadOrphanModules (imp_finsts imports) True 
249
250                 -- Check type-familily consistency
251         ; traceRn (text "rn1: checking family instance consistency")
252         ; let { dir_imp_mods = moduleEnvKeys
253                              . imp_mods 
254                              $ imports }
255         ; checkFamInstConsistency (imp_finsts imports) dir_imp_mods ;
256
257         ; getGblEnv } }
258 \end{code}
259
260
261 %************************************************************************
262 %*                                                                      *
263         Type-checking external-core modules
264 %*                                                                      *
265 %************************************************************************
266
267 \begin{code}
268 tcRnExtCore :: HscEnv 
269             -> HsExtCore RdrName
270             -> IO (Messages, Maybe ModGuts)
271         -- Nothing => some error occurred 
272
273 tcRnExtCore hsc_env (HsExtCore this_mod decls src_binds)
274         -- The decls are IfaceDecls; all names are original names
275  = do { showPass (hsc_dflags hsc_env) "Renamer/typechecker" ;
276
277    initTc hsc_env ExtCoreFile False this_mod $ do {
278
279    let { ldecls  = map noLoc decls } ;
280
281        -- bring the type and class decls into scope
282        -- ToDo: check that this doesn't need to extract the val binds.
283        --       It seems that only the type and class decls need to be in scope below because
284        --          (a) tcTyAndClassDecls doesn't need the val binds, and 
285        --          (b) tcExtCoreBindings doesn't need anything
286        --              (in fact, it might not even need to be in the scope of
287        --               this tcg_env at all)
288    avails  <- getLocalNonValBinders (mkFakeGroup ldecls) ;
289    tc_envs <- extendGlobalRdrEnvRn avails emptyFsEnv {- no fixity decls -} ;
290
291    setEnvs tc_envs $ do {
292
293    (rn_decls, _fvs) <- checkNoErrs $ rnTyClDecls [ldecls] ;
294
295         -- Dump trace of renaming part
296    rnDump (ppr rn_decls) ;
297
298         -- Typecheck them all together so that
299         -- any mutually recursive types are done right
300         -- Just discard the auxiliary bindings; they are generated 
301         -- only for Haskell source code, and should already be in Core
302    (tcg_env, _aux_binds, _dm_ids, _) <- tcTyAndClassDecls emptyModDetails rn_decls ;
303
304    setGblEnv tcg_env $ do {
305         -- Make the new type env available to stuff slurped from interface files
306    
307         -- Now the core bindings
308    core_binds <- initIfaceExtCore (tcExtCoreBindings src_binds) ;
309
310         -- Wrap up
311    let {
312         bndrs      = bindersOfBinds core_binds ;
313         my_exports = map (Avail . idName) bndrs ;
314                 -- ToDo: export the data types also?
315
316         final_type_env = 
317              extendTypeEnvWithIds (tcg_type_env tcg_env) bndrs ;
318
319         mod_guts = ModGuts {    mg_module    = this_mod,
320                                 mg_boot      = False,
321                                 mg_used_names = emptyNameSet, -- ToDo: compute usage
322                                 mg_dir_imps  = emptyModuleEnv, -- ??
323                                 mg_deps      = noDependencies,  -- ??
324                                 mg_exports   = my_exports,
325                                 mg_types     = final_type_env,
326                                 mg_insts     = tcg_insts tcg_env,
327                                 mg_fam_insts = tcg_fam_insts tcg_env,
328                                 mg_inst_env  = tcg_inst_env tcg_env,
329                                 mg_fam_inst_env = tcg_fam_inst_env tcg_env,
330                                 mg_rules     = [],
331                                 mg_vect_decls = [],
332                                 mg_anns      = [],
333                                 mg_binds     = core_binds,
334
335                                 -- Stubs
336                                 mg_rdr_env   = emptyGlobalRdrEnv,
337                                 mg_fix_env   = emptyFixityEnv,
338                                 mg_warns     = NoWarnings,
339                                 mg_foreign   = NoStubs,
340                                 mg_hpc_info  = emptyHpcInfo False,
341                                 mg_modBreaks = emptyModBreaks,
342                                 mg_vect_info = noVectInfo
343                     } } ;
344
345    tcCoreDump mod_guts ;
346
347    return mod_guts
348    }}}}
349
350 mkFakeGroup :: [LTyClDecl a] -> HsGroup a
351 mkFakeGroup decls -- Rather clumsy; lots of unused fields
352   = emptyRdrGroup { hs_tyclds = [decls] }
353 \end{code}
354
355
356 %************************************************************************
357 %*                                                                      *
358         Type-checking the top level of a module
359 %*                                                                      *
360 %************************************************************************
361
362 \begin{code}
363 tcRnSrcDecls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
364         -- Returns the variables free in the decls
365         -- Reason: solely to report unused imports and bindings
366 tcRnSrcDecls boot_iface decls
367  = do {         -- Do all the declarations
368         (tc_envs, lie) <- captureConstraints $ tc_rn_src_decls boot_iface decls ;
369       ; traceTc "Tc8" empty ;
370       ; setEnvs tc_envs $ 
371    do { 
372
373              --         Finish simplifying class constraints
374              -- 
375              -- simplifyTop deals with constant or ambiguous InstIds.  
376              -- How could there be ambiguous ones?  They can only arise if a
377              -- top-level decl falls under the monomorphism restriction
378              -- and no subsequent decl instantiates its type.
379              --
380              -- We do this after checkMain, so that we use the type info 
381              -- thaat checkMain adds
382              -- 
383              -- We do it with both global and local env in scope:
384              --  * the global env exposes the instances to simplifyTop
385              --  * the local env exposes the local Ids to simplifyTop, 
386              --    so that we get better error messages (monomorphism restriction)
387         new_ev_binds <- simplifyTop lie ;
388         traceTc "Tc9" empty ;
389
390         failIfErrsM ;   -- Don't zonk if there have been errors
391                         -- It's a waste of time; and we may get debug warnings
392                         -- about strangely-typed TyCons!
393
394         -- Zonk the final code.  This must be done last.
395         -- Even simplifyTop may do some unification.
396         -- This pass also warns about missing type signatures
397         let { (tcg_env, _) = tc_envs
398             ; TcGblEnv { tcg_type_env  = type_env,
399                          tcg_binds     = binds,
400                          tcg_sigs      = sig_ns,
401                          tcg_ev_binds  = cur_ev_binds,
402                          tcg_imp_specs = imp_specs,
403                          tcg_rules     = rules,
404                          tcg_vects     = vects,
405                          tcg_fords     = fords } = tcg_env
406             ; all_ev_binds = cur_ev_binds `unionBags` new_ev_binds } ;
407
408         (bind_ids, ev_binds', binds', fords', imp_specs', rules', vects') 
409             <- zonkTopDecls all_ev_binds binds sig_ns rules vects imp_specs fords ;
410         
411         let { final_type_env = extendTypeEnvWithIds type_env bind_ids
412             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds    = binds',
413                                    tcg_ev_binds = ev_binds',
414                                    tcg_imp_specs = imp_specs',
415                                    tcg_rules    = rules', 
416                                    tcg_vects    = vects', 
417                                    tcg_fords    = fords' } } ;
418
419         setGlobalTypeEnv tcg_env' final_type_env                                   
420    } }
421
422 tc_rn_src_decls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
423 -- Loops around dealing with each top level inter-splice group 
424 -- in turn, until it's dealt with the entire module
425 tc_rn_src_decls boot_details ds
426  = do { (first_group, group_tail) <- findSplice ds  ;
427                 -- If ds is [] we get ([], Nothing)
428
429         -- Deal with decls up to, but not including, the first splice
430         (tcg_env, rn_decls) <- rnTopSrcDecls first_group ;
431                 -- rnTopSrcDecls fails if there are any errors
432
433         (tcg_env, tcl_env) <- setGblEnv tcg_env $ 
434                               tcTopSrcDecls boot_details rn_decls ;
435
436         -- If there is no splice, we're nearly done
437         setEnvs (tcg_env, tcl_env) $ 
438         case group_tail of {
439            Nothing -> do { tcg_env <- checkMain ;       -- Check for `main'
440                            return (tcg_env, tcl_env) 
441                       } ;
442
443 #ifndef GHCI
444         -- There shouldn't be a splice
445            Just (SpliceDecl {}, _) -> do {
446         failWithTc (text "Can't do a top-level splice; need a bootstrapped compiler")
447 #else
448         -- If there's a splice, we must carry on
449            Just (SpliceDecl splice_expr _, rest_ds) -> do {
450
451         -- Rename the splice expression, and get its supporting decls
452         (rn_splice_expr, splice_fvs) <- checkNoErrs (rnLExpr splice_expr) ;
453                 -- checkNoErrs: don't typecheck if renaming failed
454         rnDump (ppr rn_splice_expr) ;
455
456         -- Execute the splice
457         spliced_decls <- tcSpliceDecls rn_splice_expr ;
458
459         -- Glue them on the front of the remaining decls and loop
460         setGblEnv (tcg_env `addTcgDUs` usesOnly splice_fvs) $
461         tc_rn_src_decls boot_details (spliced_decls ++ rest_ds)
462 #endif /* GHCI */
463     } } }
464 \end{code}
465
466 %************************************************************************
467 %*                                                                      *
468         Compiling hs-boot source files, and
469         comparing the hi-boot interface with the real thing
470 %*                                                                      *
471 %************************************************************************
472
473 \begin{code}
474 tcRnHsBootDecls :: [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
475 tcRnHsBootDecls decls
476    = do { (first_group, group_tail) <- findSplice decls
477
478                 -- Rename the declarations
479         ; (tcg_env, HsGroup { 
480                    hs_tyclds = tycl_decls, 
481                    hs_instds = inst_decls,
482                    hs_derivds = deriv_decls,
483                    hs_fords  = for_decls,
484                    hs_defds  = def_decls,  
485                    hs_ruleds = rule_decls, 
486                    hs_vects  = vect_decls, 
487                    hs_annds  = _,
488                    hs_valds  = val_binds }) <- rnTopSrcDecls first_group
489         ; (gbl_env, lie) <- captureConstraints $ setGblEnv tcg_env $ do {
490
491
492                 -- Check for illegal declarations
493         ; case group_tail of
494              Just (SpliceDecl d _, _) -> badBootDecl "splice" d
495              Nothing                  -> return ()
496         ; mapM_ (badBootDecl "foreign") for_decls
497         ; mapM_ (badBootDecl "default") def_decls
498         ; mapM_ (badBootDecl "rule")    rule_decls
499         ; mapM_ (badBootDecl "vect")    vect_decls
500
501                 -- Typecheck type/class decls
502         ; traceTc "Tc2" empty
503         ; (tcg_env, aux_binds, dm_ids, _) 
504                <- tcTyAndClassDecls emptyModDetails tycl_decls
505         ; setGblEnv tcg_env    $ 
506           tcExtendIdEnv dm_ids $ do {
507
508                 -- Typecheck instance decls
509                 -- Family instance declarations are rejected here
510         ; traceTc "Tc3" empty
511         ; (tcg_env, inst_infos, _deriv_binds) 
512             <- tcInstDecls1 (concat tycl_decls) inst_decls deriv_decls
513
514         ; setGblEnv tcg_env     $ do {
515
516                 -- Typecheck value declarations
517         ; traceTc "Tc5" empty 
518         ; val_ids <- tcHsBootSigs val_binds
519
520                 -- Wrap up
521                 -- No simplification or zonking to do
522         ; traceTc "Tc7a" empty
523         ; gbl_env <- getGblEnv 
524         
525                 -- Make the final type-env
526                 -- Include the dfun_ids so that their type sigs
527                 -- are written into the interface file. 
528                 -- And similarly the aux_ids from aux_binds
529         ; let { type_env0 = tcg_type_env gbl_env
530               ; type_env1 = extendTypeEnvWithIds type_env0 val_ids
531               ; type_env2 = extendTypeEnvWithIds type_env1 dfun_ids 
532               ; type_env3 = extendTypeEnvWithIds type_env2 aux_ids 
533               ; dfun_ids = map iDFunId inst_infos
534               ; aux_ids  = case aux_binds of
535                              ValBindsOut _ sigs -> [id | L _ (IdSig id) <- sigs]
536                              _                  -> panic "tcRnHsBoodDecls"
537               }
538
539         ; setGlobalTypeEnv gbl_env type_env3
540    }}}
541    ; traceTc "boot" (ppr lie); return gbl_env }
542
543 badBootDecl :: String -> Located decl -> TcM ()
544 badBootDecl what (L loc _) 
545   = addErrAt loc (char 'A' <+> text what 
546       <+> ptext (sLit "declaration is not (currently) allowed in a hs-boot file"))
547 \end{code}
548
549 Once we've typechecked the body of the module, we want to compare what
550 we've found (gathered in a TypeEnv) with the hi-boot details (if any).
551
552 \begin{code}
553 checkHiBootIface :: TcGblEnv -> ModDetails -> TcM TcGblEnv
554 -- Compare the hi-boot file for this module (if there is one)
555 -- with the type environment we've just come up with
556 -- In the common case where there is no hi-boot file, the list
557 -- of boot_names is empty.
558 --
559 -- The bindings we return give bindings for the dfuns defined in the
560 -- hs-boot file, such as        $fbEqT = $fEqT
561
562 checkHiBootIface
563         tcg_env@(TcGblEnv { tcg_src = hs_src, tcg_binds = binds,
564                             tcg_insts = local_insts, 
565                             tcg_type_env = local_type_env, tcg_exports = local_exports })
566         (ModDetails { md_insts = boot_insts, md_fam_insts = boot_fam_insts,
567                       md_types = boot_type_env, md_exports = boot_exports })
568   | isHsBoot hs_src     -- Current module is already a hs-boot file!
569   = return tcg_env      
570
571   | otherwise
572   = do  { traceTc "checkHiBootIface" $ vcat
573              [ ppr boot_type_env, ppr boot_insts, ppr boot_exports]
574
575                 -- Check the exports of the boot module, one by one
576         ; mapM_ check_export boot_exports
577
578                 -- Check for no family instances
579         ; unless (null boot_fam_insts) $
580             panic ("TcRnDriver.checkHiBootIface: Cannot handle family " ++
581                    "instances in boot files yet...")
582             -- FIXME: Why?  The actual comparison is not hard, but what would
583             --        be the equivalent to the dfun bindings returned for class
584             --        instances?  We can't easily equate tycons...
585
586                 -- Check instance declarations
587         ; mb_dfun_prs <- mapM check_inst boot_insts
588         ; let dfun_prs   = catMaybes mb_dfun_prs
589               boot_dfuns = map fst dfun_prs
590               dfun_binds = listToBag [ mkVarBind boot_dfun (nlHsVar dfun)
591                                      | (boot_dfun, dfun) <- dfun_prs ]
592               type_env'  = extendTypeEnvWithIds local_type_env boot_dfuns
593               tcg_env'   = tcg_env { tcg_binds = binds `unionBags` dfun_binds }
594
595         ; failIfErrsM
596         ; setGlobalTypeEnv tcg_env' type_env' }
597              -- Update the global type env *including* the knot-tied one
598              -- so that if the source module reads in an interface unfolding
599              -- mentioning one of the dfuns from the boot module, then it
600              -- can "see" that boot dfun.   See Trac #4003
601   where
602     check_export boot_avail     -- boot_avail is exported by the boot iface
603       | name `elem` dfun_names = return ()      
604       | isWiredInName name     = return ()      -- No checking for wired-in names.  In particular,
605                                                 -- 'error' is handled by a rather gross hack
606                                                 -- (see comments in GHC.Err.hs-boot)
607
608         -- Check that the actual module exports the same thing
609       | not (null missing_names)
610       = addErrAt (nameSrcSpan (head missing_names)) 
611                  (missingBootThing (head missing_names) "exported by")
612
613         -- If the boot module does not *define* the thing, we are done
614         -- (it simply re-exports it, and names match, so nothing further to do)
615       | isNothing mb_boot_thing = return ()
616
617         -- Check that the actual module also defines the thing, and 
618         -- then compare the definitions
619       | Just real_thing <- lookupTypeEnv local_type_env name,
620         Just boot_thing <- mb_boot_thing
621       = when (not (checkBootDecl boot_thing real_thing))
622             $ addErrAt (nameSrcSpan (getName boot_thing))
623                        (let boot_decl = tyThingToIfaceDecl 
624                                                (fromJust mb_boot_thing)
625                             real_decl = tyThingToIfaceDecl real_thing
626                         in bootMisMatch real_thing boot_decl real_decl)
627
628       | otherwise
629       = addErrTc (missingBootThing name "defined in")
630       where
631         name          = availName boot_avail
632         mb_boot_thing = lookupTypeEnv boot_type_env name
633         missing_names = case lookupNameEnv local_export_env name of
634                           Nothing    -> [name]
635                           Just avail -> availNames boot_avail `minusList` availNames avail
636                  
637     dfun_names = map getName boot_insts
638
639     local_export_env :: NameEnv AvailInfo
640     local_export_env = availsToNameEnv local_exports
641
642     check_inst :: Instance -> TcM (Maybe (Id, Id))
643         -- Returns a pair of the boot dfun in terms of the equivalent real dfun
644     check_inst boot_inst
645         = case [dfun | inst <- local_insts, 
646                        let dfun = instanceDFunId inst,
647                        idType dfun `eqType` boot_inst_ty ] of
648             [] -> do { traceTc "check_inst" (vcat [ text "local_insts" <+> vcat (map (ppr . idType . instanceDFunId) local_insts)
649                                                   , text "boot_inst"   <+> ppr boot_inst
650                                                   , text "boot_inst_ty" <+> ppr boot_inst_ty
651                                                   ]) 
652                      ; addErrTc (instMisMatch boot_inst); return Nothing }
653             (dfun:_) -> return (Just (local_boot_dfun, dfun))
654         where
655           boot_dfun = instanceDFunId boot_inst
656           boot_inst_ty = idType boot_dfun
657           local_boot_dfun = Id.mkExportedLocalId (idName boot_dfun) boot_inst_ty
658
659
660 -- This has to compare the TyThing from the .hi-boot file to the TyThing
661 -- in the current source file.  We must be careful to allow alpha-renaming
662 -- where appropriate, and also the boot declaration is allowed to omit
663 -- constructors and class methods.
664 --
665 -- See rnfail055 for a good test of this stuff.
666
667 checkBootDecl :: TyThing -> TyThing -> Bool
668
669 checkBootDecl (AnId id1) (AnId id2)
670   = ASSERT(id1 == id2) 
671     (idType id1 `eqType` idType id2)
672
673 checkBootDecl (ATyCon tc1) (ATyCon tc2)
674   = checkBootTyCon tc1 tc2
675
676 checkBootDecl (AClass c1)  (AClass c2)
677   = let 
678        (clas_tyvars1, clas_fds1, sc_theta1, _, ats1, op_stuff1) 
679           = classExtraBigSig c1
680        (clas_tyvars2, clas_fds2, sc_theta2, _, ats2, op_stuff2) 
681           = classExtraBigSig c2
682
683        env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
684        env = rnBndrs2 env0 clas_tyvars1 clas_tyvars2
685
686        eqSig (id1, def_meth1) (id2, def_meth2)
687          = idName id1 == idName id2 &&
688            eqTypeX env op_ty1 op_ty2 &&
689            def_meth1 == def_meth2
690          where
691           (_, rho_ty1) = splitForAllTys (idType id1)
692           op_ty1 = funResultTy rho_ty1
693           (_, rho_ty2) = splitForAllTys (idType id2)
694           op_ty2 = funResultTy rho_ty2
695
696        eqFD (as1,bs1) (as2,bs2) = 
697          eqListBy (eqTypeX env) (mkTyVarTys as1) (mkTyVarTys as2) &&
698          eqListBy (eqTypeX env) (mkTyVarTys bs1) (mkTyVarTys bs2)
699
700        same_kind tv1 tv2 = eqKind (tyVarKind tv1) (tyVarKind tv2)
701     in
702        eqListBy same_kind clas_tyvars1 clas_tyvars2 &&
703              -- Checks kind of class
704        eqListBy eqFD clas_fds1 clas_fds2 &&
705        (null sc_theta1 && null op_stuff1 && null ats1
706         ||   -- Above tests for an "abstract" class
707         eqListBy (eqPredX env) sc_theta1 sc_theta2 &&
708         eqListBy eqSig op_stuff1 op_stuff2 &&
709         eqListBy checkBootTyCon ats1 ats2)
710
711 checkBootDecl (ADataCon dc1) (ADataCon _)
712   = pprPanic "checkBootDecl" (ppr dc1)
713
714 checkBootDecl _ _ = False -- probably shouldn't happen
715
716 ----------------
717 checkBootTyCon :: TyCon -> TyCon -> Bool
718 checkBootTyCon tc1 tc2
719   | not (eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2))
720   = False       -- First off, check the kind
721
722   | isSynTyCon tc1 && isSynTyCon tc2
723   = ASSERT(tc1 == tc2)
724     let tvs1 = tyConTyVars tc1; tvs2 = tyConTyVars tc2
725         env = rnBndrs2 env0 tvs1 tvs2
726
727         eqSynRhs SynFamilyTyCon SynFamilyTyCon
728             = True
729         eqSynRhs (SynonymTyCon t1) (SynonymTyCon t2)
730             = eqTypeX env t1 t2
731         eqSynRhs _ _ = False
732     in
733     equalLength tvs1 tvs2 &&
734     eqSynRhs (synTyConRhs tc1) (synTyConRhs tc2)
735
736   | isAlgTyCon tc1 && isAlgTyCon tc2
737   = ASSERT(tc1 == tc2)
738     eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
739     eqListBy eqPred (tyConStupidTheta tc1) (tyConStupidTheta tc2) &&
740     eqAlgRhs (algTyConRhs tc1) (algTyConRhs tc2)
741
742   | isForeignTyCon tc1 && isForeignTyCon tc2
743   = eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
744     tyConExtName tc1 == tyConExtName tc2
745
746   | otherwise = False
747   where 
748         env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
749
750         eqAlgRhs AbstractTyCon _ = True
751         eqAlgRhs DataFamilyTyCon{} DataFamilyTyCon{} = True
752         eqAlgRhs tc1@DataTyCon{} tc2@DataTyCon{} =
753             eqListBy eqCon (data_cons tc1) (data_cons tc2)
754         eqAlgRhs tc1@NewTyCon{} tc2@NewTyCon{} =
755             eqCon (data_con tc1) (data_con tc2)
756         eqAlgRhs _ _ = False
757
758         eqCon c1 c2
759           =  dataConName c1 == dataConName c2
760           && dataConIsInfix c1 == dataConIsInfix c2
761           && dataConStrictMarks c1 == dataConStrictMarks c2
762           && dataConFieldLabels c1 == dataConFieldLabels c2
763           && eqType (dataConUserType c1) (dataConUserType c2)
764
765 ----------------
766 missingBootThing :: Name -> String -> SDoc
767 missingBootThing name what
768   = ppr name <+> ptext (sLit "is exported by the hs-boot file, but not") 
769               <+> text what <+> ptext (sLit "the module")
770
771 bootMisMatch :: TyThing -> IfaceDecl -> IfaceDecl -> SDoc
772 bootMisMatch thing boot_decl real_decl
773   = vcat [ppr thing <+> ptext (sLit "has conflicting definitions in the module and its hs-boot file"),
774           ptext (sLit "Main module:") <+> ppr real_decl,
775           ptext (sLit "Boot file:  ") <+> ppr boot_decl]
776
777 instMisMatch :: Instance -> SDoc
778 instMisMatch inst
779   = hang (ppr inst)
780        2 (ptext (sLit "is defined in the hs-boot file, but not in the module itself"))
781 \end{code}
782
783
784 %************************************************************************
785 %*                                                                      *
786         Type-checking the top level of a module
787 %*                                                                      *
788 %************************************************************************
789
790 tcRnGroup takes a bunch of top-level source-code declarations, and
791  * renames them
792  * gets supporting declarations from interface files
793  * typechecks them
794  * zonks them
795  * and augments the TcGblEnv with the results
796
797 In Template Haskell it may be called repeatedly for each group of
798 declarations.  It expects there to be an incoming TcGblEnv in the
799 monad; it augments it and returns the new TcGblEnv.
800
801 \begin{code}
802 ------------------------------------------------
803 rnTopSrcDecls :: HsGroup RdrName -> TcM (TcGblEnv, HsGroup Name)
804 -- Fails if there are any errors
805 rnTopSrcDecls group
806  = do { -- Rename the source decls
807         traceTc "rn12" empty ;
808         (tcg_env, rn_decls) <- checkNoErrs $ rnSrcDecls group ;
809         traceTc "rn13" empty ;
810
811         -- save the renamed syntax, if we want it
812         let { tcg_env'
813                 | Just grp <- tcg_rn_decls tcg_env
814                   = tcg_env{ tcg_rn_decls = Just (appendGroups grp rn_decls) }
815                 | otherwise
816                    = tcg_env };
817
818                 -- Dump trace of renaming part
819         rnDump (ppr rn_decls) ;
820
821         return (tcg_env', rn_decls)
822    }
823
824 ------------------------------------------------
825 tcTopSrcDecls :: ModDetails -> HsGroup Name -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
826 tcTopSrcDecls boot_details
827         (HsGroup { hs_tyclds = tycl_decls, 
828                    hs_instds = inst_decls,
829                    hs_derivds = deriv_decls,
830                    hs_fords  = foreign_decls,
831                    hs_defds  = default_decls,
832                    hs_annds  = annotation_decls,
833                    hs_ruleds = rule_decls,
834                    hs_vects  = vect_decls,
835                    hs_valds  = val_binds })
836  = do {         -- Type-check the type and class decls, and all imported decls
837                 -- The latter come in via tycl_decls
838         traceTc "Tc2" empty ;
839
840         (tcg_env, aux_binds, dm_ids, kc_decls) <- tcTyAndClassDecls boot_details tycl_decls ;
841                 -- If there are any errors, tcTyAndClassDecls fails here
842         
843         setGblEnv tcg_env       $
844         tcExtendIdEnv dm_ids    $ do {
845
846                 -- Source-language instances, including derivings,
847                 -- and import the supporting declarations
848         traceTc "Tc3" empty ;
849         (tcg_env, inst_infos, deriv_binds) 
850             <- tcInstDecls1 (concat tycl_decls) inst_decls deriv_decls;
851         setGblEnv tcg_env       $ do {
852
853                 -- Foreign import declarations next. 
854         traceTc "Tc4" empty ;
855         (fi_ids, fi_decls) <- tcForeignImports foreign_decls ;
856         tcExtendGlobalValEnv fi_ids     $ do {
857
858                 -- Default declarations
859         traceTc "Tc4a" empty ;
860         default_tys <- tcDefaults default_decls ;
861         updGblEnv (\gbl -> gbl { tcg_default = default_tys }) $ do {
862         
863                 -- Now GHC-generated derived bindings, generics, and selectors
864                 -- Do not generate warnings from compiler-generated code;
865                 -- hence the use of discardWarnings
866         (tc_aux_binds,   specs1, tcl_env) <- discardWarnings (tcTopBinds aux_binds) ;
867         (tc_deriv_binds, specs2, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $ 
868                                              discardWarnings (tcTopBinds deriv_binds) ;
869
870                 -- Value declarations next
871         traceTc "Tc5" empty ;
872         (tc_val_binds, specs3, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $
873                                            tcTopBinds val_binds;
874
875         setLclTypeEnv tcl_env $ do {    -- Environment doesn't change now
876
877                 -- Second pass over class and instance declarations, 
878                 -- now using the kind-checked decls
879         traceTc "Tc6" empty ;
880         inst_binds <- tcInstDecls2 kc_decls inst_infos ;
881
882                 -- Foreign exports
883         traceTc "Tc7" empty ;
884         (foe_binds, foe_decls) <- tcForeignExports foreign_decls ;
885
886                 -- Annotations
887         annotations <- tcAnnotations annotation_decls ;
888
889                 -- Rules
890         rules <- tcRules rule_decls ;
891
892                 -- Vectorisation declarations
893         vects <- tcVectDecls vect_decls ;
894
895                 -- Wrap up
896         traceTc "Tc7a" empty ;
897         tcg_env <- getGblEnv ;
898         let { all_binds = tc_val_binds   `unionBags`
899                           tc_deriv_binds `unionBags`
900                           tc_aux_binds   `unionBags`
901                           inst_binds     `unionBags`
902                           foe_binds
903
904             ; sig_names = mkNameSet (collectHsValBinders val_binds) 
905                           `minusNameSet` getTypeSigNames val_binds
906
907                 -- Extend the GblEnv with the (as yet un-zonked) 
908                 -- bindings, rules, foreign decls
909             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds = tcg_binds tcg_env `unionBags` all_binds
910                                  , tcg_imp_specs = tcg_imp_specs tcg_env ++ specs1 ++ specs2 ++
911                                                    specs3
912                                  , tcg_sigs  = tcg_sigs tcg_env `unionNameSets` sig_names
913                                  , tcg_rules = tcg_rules tcg_env ++ rules
914                                  , tcg_vects = tcg_vects tcg_env ++ vects
915                                  , tcg_anns  = tcg_anns tcg_env ++ annotations
916                                  , tcg_fords = tcg_fords tcg_env ++ foe_decls ++ fi_decls } } ;
917         return (tcg_env', tcl_env)
918     }}}}}}
919 \end{code}
920
921
922 %************************************************************************
923 %*                                                                      *
924         Checking for 'main'
925 %*                                                                      *
926 %************************************************************************
927
928 \begin{code}
929 checkMain :: TcM TcGblEnv
930 -- If we are in module Main, check that 'main' is defined.
931 checkMain 
932   = do { tcg_env   <- getGblEnv ;
933          dflags    <- getDOpts ;
934          check_main dflags tcg_env
935     }
936
937 check_main :: DynFlags -> TcGblEnv -> TcM TcGblEnv
938 check_main dflags tcg_env
939  | mod /= main_mod
940  = traceTc "checkMain not" (ppr main_mod <+> ppr mod) >>
941    return tcg_env
942
943  | otherwise
944  = do   { mb_main <- lookupGlobalOccRn_maybe main_fn
945                 -- Check that 'main' is in scope
946                 -- It might be imported from another module!
947         ; case mb_main of {
948              Nothing -> do { traceTc "checkMain fail" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
949                            ; complain_no_main   
950                            ; return tcg_env } ;
951              Just main_name -> do
952
953         { traceTc "checkMain found" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
954         ; let loc = srcLocSpan (getSrcLoc main_name)
955         ; ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName
956         ; res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
957         ; main_expr
958                 <- addErrCtxt mainCtxt    $
959                    tcMonoExpr (L loc (HsVar main_name)) (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
960
961                 -- See Note [Root-main Id]
962                 -- Construct the binding
963                 --      :Main.main :: IO res_ty = runMainIO res_ty main 
964         ; run_main_id <- tcLookupId runMainIOName
965         ; let { root_main_name =  mkExternalName rootMainKey rOOT_MAIN 
966                                    (mkVarOccFS (fsLit "main")) 
967                                    (getSrcSpan main_name)
968               ; root_main_id = Id.mkExportedLocalId root_main_name 
969                                                     (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
970               ; co  = mkWpTyApps [res_ty]
971               ; rhs = nlHsApp (mkLHsWrap co (nlHsVar run_main_id)) main_expr
972               ; main_bind = mkVarBind root_main_id rhs }
973
974         ; return (tcg_env { tcg_main  = Just main_name,
975                             tcg_binds = tcg_binds tcg_env
976                                         `snocBag` main_bind,
977                             tcg_dus   = tcg_dus tcg_env
978                                         `plusDU` usesOnly (unitFV main_name)
979                         -- Record the use of 'main', so that we don't 
980                         -- complain about it being defined but not used
981                  })
982     }}}
983   where
984     mod          = tcg_mod tcg_env
985     main_mod     = mainModIs dflags
986     main_fn      = getMainFun dflags
987
988     complain_no_main | ghcLink dflags == LinkInMemory = return ()
989                      | otherwise = failWithTc noMainMsg
990         -- In interactive mode, don't worry about the absence of 'main'
991         -- In other modes, fail altogether, so that we don't go on
992         -- and complain a second time when processing the export list.
993
994     mainCtxt  = ptext (sLit "When checking the type of the") <+> pp_main_fn
995     noMainMsg = ptext (sLit "The") <+> pp_main_fn
996                 <+> ptext (sLit "is not defined in module") <+> quotes (ppr main_mod)
997     pp_main_fn = ppMainFn main_fn
998
999 ppMainFn :: RdrName -> SDoc
1000 ppMainFn main_fn
1001   | main_fn == main_RDR_Unqual
1002   = ptext (sLit "function") <+> quotes (ppr main_fn)
1003   | otherwise
1004   = ptext (sLit "main function") <+> quotes (ppr main_fn)
1005                
1006 -- | Get the unqualified name of the function to use as the \"main\" for the main module.
1007 -- Either returns the default name or the one configured on the command line with -main-is
1008 getMainFun :: DynFlags -> RdrName
1009 getMainFun dflags = case (mainFunIs dflags) of
1010     Just fn -> mkRdrUnqual (mkVarOccFS (mkFastString fn))
1011     Nothing -> main_RDR_Unqual
1012
1013 checkMainExported :: TcGblEnv -> TcM ()
1014 checkMainExported tcg_env = do
1015   dflags    <- getDOpts
1016   case tcg_main tcg_env of
1017     Nothing -> return () -- not the main module
1018     Just main_name -> do
1019       let main_mod = mainModIs dflags
1020       checkTc (main_name `elem` concatMap availNames (tcg_exports tcg_env)) $
1021               ptext (sLit "The") <+> ppMainFn (nameRdrName main_name) <+>
1022               ptext (sLit "is not exported by module") <+> quotes (ppr main_mod)
1023 \end{code}
1024
1025 Note [Root-main Id]
1026 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1027 The function that the RTS invokes is always :Main.main, which we call
1028 root_main_id.  (Because GHC allows the user to have a module not
1029 called Main as the main module, we can't rely on the main function
1030 being called "Main.main".  That's why root_main_id has a fixed module
1031 ":Main".)  
1032
1033 This is unusual: it's a LocalId whose Name has a Module from another
1034 module.  Tiresomely, we must filter it out again in MkIface, les we
1035 get two defns for 'main' in the interface file!
1036
1037
1038 %*********************************************************
1039 %*                                                       *
1040                 GHCi stuff
1041 %*                                                       *
1042 %*********************************************************
1043
1044 \begin{code}
1045 setInteractiveContext :: HscEnv -> InteractiveContext -> TcRn a -> TcRn a
1046 setInteractiveContext hsc_env icxt thing_inside 
1047   = let -- Initialise the tcg_inst_env with instances from all home modules.  
1048         -- This mimics the more selective call to hptInstances in tcRnModule.
1049         (home_insts, home_fam_insts) = hptInstances hsc_env (\_ -> True)
1050     in
1051     updGblEnv (\env -> env { 
1052         tcg_rdr_env      = ic_rn_gbl_env icxt,
1053         tcg_inst_env     = extendInstEnvList    (tcg_inst_env env) home_insts,
1054         tcg_fam_inst_env = extendFamInstEnvList (tcg_fam_inst_env env) 
1055                                                 home_fam_insts 
1056       }) $
1057
1058     tcExtendGhciEnv (ic_tmp_ids icxt) $
1059         -- tcExtendGhciEnv does lots: 
1060         --   - it extends the local type env (tcl_env) with the given Ids,
1061         --   - it extends the local rdr env (tcl_rdr) with the Names from 
1062         --     the given Ids
1063         --   - it adds the free tyvars of the Ids to the tcl_tyvars
1064         --     set.
1065         --
1066         -- later ids in ic_tmp_ids must shadow earlier ones with the same
1067         -- OccName, and tcExtendIdEnv implements this behaviour.
1068
1069     do  { traceTc "setIC" (ppr (ic_tmp_ids icxt))
1070         ; thing_inside }
1071 \end{code}
1072
1073
1074 \begin{code}
1075 #ifdef GHCI
1076 tcRnStmt :: HscEnv
1077          -> InteractiveContext
1078          -> LStmt RdrName
1079          -> IO (Messages, Maybe ([Id], LHsExpr Id))
1080                 -- The returned [Id] is the list of new Ids bound by
1081                 -- this statement.  It can be used to extend the
1082                 -- InteractiveContext via extendInteractiveContext.
1083                 --
1084                 -- The returned TypecheckedHsExpr is of type IO [ () ],
1085                 -- a list of the bound values, coerced to ().
1086
1087 tcRnStmt hsc_env ictxt rdr_stmt
1088   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1089     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1090
1091     -- Rename; use CmdLineMode because tcRnStmt is only used interactively
1092     (([rn_stmt], _), fvs) <- rnStmts GhciStmt [rdr_stmt] $ \_ ->
1093                              return ((), emptyFVs) ;
1094     traceRn (text "tcRnStmt" <+> vcat [ppr rdr_stmt, ppr rn_stmt, ppr fvs]) ;
1095     failIfErrsM ;
1096     rnDump (ppr rn_stmt) ;
1097     
1098     -- The real work is done here
1099     (bound_ids, tc_expr) <- mkPlan rn_stmt ;
1100     zonked_expr <- zonkTopLExpr tc_expr ;
1101     zonked_ids  <- zonkTopBndrs bound_ids ;
1102     
1103         -- None of the Ids should be of unboxed type, because we
1104         -- cast them all to HValues in the end!
1105     mapM_ bad_unboxed (filter (isUnLiftedType . idType) zonked_ids) ;
1106
1107     traceTc "tcs 1" empty ;
1108     let { global_ids = map globaliseAndTidyId zonked_ids } ;
1109         -- Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1110
1111 {- ---------------------------------------------
1112    At one stage I removed any shadowed bindings from the type_env;
1113    they are inaccessible but might, I suppose, cause a space leak if we leave them there.
1114    However, with Template Haskell they aren't necessarily inaccessible.  Consider this
1115    GHCi session
1116          Prelude> let f n = n * 2 :: Int
1117          Prelude> fName <- runQ [| f |]
1118          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1119          14
1120          Prelude> let f n = n * 3 :: Int
1121          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1122    In the last line we use 'fName', which resolves to the *first* 'f'
1123    in scope. If we delete it from the type env, GHCi crashes because
1124    it doesn't expect that.
1125  
1126    Hence this code is commented out
1127
1128 -------------------------------------------------- -}
1129
1130     dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc 
1131         (vcat [text "Bound Ids" <+> pprWithCommas ppr global_ids,
1132                text "Typechecked expr" <+> ppr zonked_expr]) ;
1133
1134     return (global_ids, zonked_expr)
1135     }
1136   where
1137     bad_unboxed id = addErr (sep [ptext (sLit "GHCi can't bind a variable of unlifted type:"),
1138                                   nest 2 (ppr id <+> dcolon <+> ppr (idType id))])
1139 \end{code}
1140
1141 Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1142 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1143 The Ids bound by previous Stmts in Template Haskell are currently
1144         a) GlobalIds
1145         b) with an Internal Name (not External)
1146         c) and a tidied type
1147
1148  (a) They must be GlobalIds (not LocalIds) otherwise when we come to
1149      compile an expression using these ids later, the byte code
1150      generator will consider the occurrences to be free rather than
1151      global.
1152
1153  (b) They retain their Internal names becuase we don't have a suitable
1154      Module to name them with.  We could revisit this choice.
1155
1156  (c) Their types are tidied.  This is important, because :info may ask
1157      to look at them, and :info expects the things it looks up to have
1158      tidy types
1159         
1160
1161 --------------------------------------------------------------------------
1162                 Typechecking Stmts in GHCi
1163
1164 Here is the grand plan, implemented in tcUserStmt
1165
1166         What you type                   The IO [HValue] that hscStmt returns
1167         -------------                   ------------------------------------
1168         let pat = expr          ==>     let pat = expr in return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1169                                         bindings: [x,y,...]
1170
1171         pat <- expr             ==>     expr >>= \ pat -> return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1172                                         bindings: [x,y,...]
1173
1174         expr (of IO type)       ==>     expr >>= \ it -> return [coerce HVal it]
1175           [NB: result not printed]      bindings: [it]
1176           
1177         expr (of non-IO type,   ==>     let it = expr in print it >> return [coerce HVal it]
1178           result showable)              bindings: [it]
1179
1180         expr (of non-IO type, 
1181           result not showable)  ==>     error
1182
1183
1184 \begin{code}
1185 ---------------------------
1186 type PlanResult = ([Id], LHsExpr Id)
1187 type Plan = TcM PlanResult
1188
1189 runPlans :: [Plan] -> TcM PlanResult
1190 -- Try the plans in order.  If one fails (by raising an exn), try the next.
1191 -- If one succeeds, take it.
1192 runPlans []     = panic "runPlans"
1193 runPlans [p]    = p
1194 runPlans (p:ps) = tryTcLIE_ (runPlans ps) p
1195
1196 --------------------
1197 mkPlan :: LStmt Name -> TcM PlanResult
1198 mkPlan (L loc (ExprStmt expr _ _ _))    -- An expression typed at the prompt 
1199   = do  { uniq <- newUnique             -- is treated very specially
1200         ; let fresh_it  = itName uniq
1201               the_bind  = L loc $ mkFunBind (L loc fresh_it) matches
1202               matches   = [mkMatch [] expr emptyLocalBinds]
1203               let_stmt  = L loc $ LetStmt (HsValBinds (ValBindsOut [(NonRecursive,unitBag the_bind)] []))
1204               bind_stmt = L loc $ BindStmt (nlVarPat fresh_it) expr
1205                                            (HsVar bindIOName) noSyntaxExpr 
1206               print_it  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar fresh_it))
1207                                            (HsVar thenIOName) noSyntaxExpr placeHolderType
1208
1209         -- The plans are:
1210         --      [it <- e; print it]     but not if it::()
1211         --      [it <- e]               
1212         --      [let it = e; print it]  
1213         ; runPlans [    -- Plan A
1214                     do { stuff@([it_id], _) <- tcGhciStmts [bind_stmt, print_it]
1215                        ; it_ty <- zonkTcType (idType it_id)
1216                        ; when (isUnitTy it_ty) failM
1217                        ; return stuff },
1218
1219                         -- Plan B; a naked bind statment
1220                     tcGhciStmts [bind_stmt],    
1221
1222                         -- Plan C; check that the let-binding is typeable all by itself.
1223                         -- If not, fail; if so, try to print it.
1224                         -- The two-step process avoids getting two errors: one from
1225                         -- the expression itself, and one from the 'print it' part
1226                         -- This two-step story is very clunky, alas
1227                     do { _ <- checkNoErrs (tcGhciStmts [let_stmt]) 
1228                                 --- checkNoErrs defeats the error recovery of let-bindings
1229                        ; tcGhciStmts [let_stmt, print_it] }
1230           ]}
1231
1232 mkPlan stmt@(L loc (BindStmt {}))
1233   | [v] <- collectLStmtBinders stmt             -- One binder, for a bind stmt 
1234   = do  { let print_v  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar v))
1235                                           (HsVar thenIOName) noSyntaxExpr placeHolderType
1236
1237         ; print_bind_result <- doptM Opt_PrintBindResult
1238         ; let print_plan = do
1239                   { stuff@([v_id], _) <- tcGhciStmts [stmt, print_v]
1240                   ; v_ty <- zonkTcType (idType v_id)
1241                   ; when (isUnitTy v_ty || not (isTauTy v_ty)) failM
1242                   ; return stuff }
1243
1244         -- The plans are:
1245         --      [stmt; print v]         but not if v::()
1246         --      [stmt]
1247         ; runPlans ((if print_bind_result then [print_plan] else []) ++
1248                     [tcGhciStmts [stmt]])
1249         }
1250
1251 mkPlan stmt
1252   = tcGhciStmts [stmt]
1253
1254 ---------------------------
1255 tcGhciStmts :: [LStmt Name] -> TcM PlanResult
1256 tcGhciStmts stmts
1257  = do { ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName ;
1258         ret_id  <- tcLookupId returnIOName ;            -- return @ IO
1259         let {
1260             ret_ty    = mkListTy unitTy ;
1261             io_ret_ty = mkTyConApp ioTyCon [ret_ty] ;
1262             tc_io_stmts stmts = tcStmtsAndThen GhciStmt tcDoStmt stmts io_ret_ty ;
1263             names = collectLStmtsBinders stmts ;
1264          } ;
1265
1266         -- OK, we're ready to typecheck the stmts
1267         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: tc stmts" empty ;
1268         ((tc_stmts, ids), lie) <- captureConstraints $ 
1269                                   tc_io_stmts stmts  $ \ _ ->
1270                                   mapM tcLookupId names  ;
1271                         -- Look up the names right in the middle,
1272                         -- where they will all be in scope
1273
1274         -- Simplify the context
1275         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: simplify ctxt" empty ;
1276         const_binds <- checkNoErrs (simplifyInteractive lie) ;
1277                 -- checkNoErrs ensures that the plan fails if context redn fails
1278
1279         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: done" empty ;
1280         let {   -- mk_return builds the expression
1281                 --      returnIO @ [()] [coerce () x, ..,  coerce () z]
1282                 --
1283                 -- Despite the inconvenience of building the type applications etc,
1284                 -- this *has* to be done in type-annotated post-typecheck form
1285                 -- because we are going to return a list of *polymorphic* values
1286                 -- coerced to type (). If we built a *source* stmt
1287                 --      return [coerce x, ..., coerce z]
1288                 -- then the type checker would instantiate x..z, and we wouldn't
1289                 -- get their *polymorphic* values.  (And we'd get ambiguity errs
1290                 -- if they were overloaded, since they aren't applied to anything.)
1291             ret_expr = nlHsApp (nlHsTyApp ret_id [ret_ty]) 
1292                        (noLoc $ ExplicitList unitTy (map mk_item ids)) ;
1293             mk_item id = nlHsApp (nlHsTyApp unsafeCoerceId [idType id, unitTy])
1294                                  (nlHsVar id) ;
1295             stmts = tc_stmts ++ [noLoc (mkLastStmt ret_expr)]
1296         } ;
1297         return (ids, mkHsDictLet (EvBinds const_binds) $
1298                      noLoc (HsDo GhciStmt stmts io_ret_ty))
1299     }
1300 \end{code}
1301
1302
1303 tcRnExpr just finds the type of an expression
1304
1305 \begin{code}
1306 tcRnExpr :: HscEnv
1307          -> InteractiveContext
1308          -> LHsExpr RdrName
1309          -> IO (Messages, Maybe Type)
1310 tcRnExpr hsc_env ictxt rdr_expr
1311   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1312     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1313
1314     (rn_expr, _fvs) <- rnLExpr rdr_expr ;
1315     failIfErrsM ;
1316
1317         -- Now typecheck the expression; 
1318         -- it might have a rank-2 type (e.g. :t runST)
1319     uniq <- newUnique ;
1320     let { fresh_it  = itName uniq } ;
1321     ((_tc_expr, res_ty), lie)   <- captureConstraints (tcInferRho rn_expr) ;
1322     ((qtvs, dicts, _), lie_top) <- captureConstraints $ 
1323                                    simplifyInfer TopLevel False {- No MR for now -}
1324                                                  [(fresh_it, res_ty)]
1325                                                  lie  ;
1326     _ <- simplifyInteractive lie_top ;       -- Ignore the dicionary bindings
1327
1328     let { all_expr_ty = mkForAllTys qtvs (mkPiTypes dicts res_ty) } ;
1329     zonkTcType all_expr_ty
1330     }
1331 \end{code}
1332
1333 tcRnType just finds the kind of a type
1334
1335 \begin{code}
1336 tcRnType :: HscEnv
1337          -> InteractiveContext
1338          -> LHsType RdrName
1339          -> IO (Messages, Maybe Kind)
1340 tcRnType hsc_env ictxt rdr_type
1341   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1342     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1343
1344     rn_type <- rnLHsType doc rdr_type ;
1345     failIfErrsM ;
1346
1347         -- Now kind-check the type
1348     (_ty', kind) <- kcLHsType rn_type ;
1349     return kind
1350     }
1351   where
1352     doc = ptext (sLit "In GHCi input")
1353
1354 #endif /* GHCi */
1355 \end{code}
1356
1357
1358 %************************************************************************
1359 %*                                                                      *
1360         More GHCi stuff, to do with browsing and getting info
1361 %*                                                                      *
1362 %************************************************************************
1363
1364 \begin{code}
1365 #ifdef GHCI
1366 -- | ASSUMES that the module is either in the 'HomePackageTable' or is
1367 -- a package module with an interface on disk.  If neither of these is
1368 -- true, then the result will be an error indicating the interface
1369 -- could not be found.
1370 getModuleExports :: HscEnv -> Module -> IO (Messages, Maybe [AvailInfo])
1371 getModuleExports hsc_env mod
1372   = let
1373       ic        = hsc_IC hsc_env
1374       checkMods = ic_toplev_scope ic ++ map fst (ic_exports ic)
1375     in
1376     initTc hsc_env HsSrcFile False iNTERACTIVE (tcGetModuleExports mod checkMods)
1377
1378 -- Get the export avail info and also load all orphan and family-instance
1379 -- modules.  Finally, check that the family instances of all modules in the
1380 -- interactive context are consistent (these modules are in the second
1381 -- argument).
1382 tcGetModuleExports :: Module -> [Module] -> TcM [AvailInfo]
1383 tcGetModuleExports mod directlyImpMods
1384   = do { let doc = ptext (sLit "context for compiling statements")
1385        ; iface <- initIfaceTcRn $ loadSysInterface doc mod
1386
1387                 -- Load any orphan-module and family instance-module
1388                 -- interfaces, so their instances are visible.
1389        ; loadOrphanModules (dep_orphs (mi_deps iface)) False 
1390        ; loadOrphanModules (dep_finsts (mi_deps iface)) True
1391
1392                 -- Check that the family instances of all directly loaded
1393                 -- modules are consistent.
1394        ; checkFamInstConsistency (dep_finsts (mi_deps iface)) directlyImpMods
1395
1396        ; ifaceExportNames (mi_exports iface)
1397        }
1398
1399 tcRnLookupRdrName :: HscEnv -> RdrName -> IO (Messages, Maybe [Name])
1400 tcRnLookupRdrName hsc_env rdr_name 
1401   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1402     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $ 
1403     lookup_rdr_name rdr_name
1404
1405 lookup_rdr_name :: RdrName -> TcM [Name]
1406 lookup_rdr_name rdr_name = do {
1407         -- If the identifier is a constructor (begins with an
1408         -- upper-case letter), then we need to consider both
1409         -- constructor and type class identifiers.
1410     let { rdr_names = dataTcOccs rdr_name } ;
1411
1412         -- results :: [Either Messages Name]
1413     results <- mapM (tryTcErrs . lookupOccRn) rdr_names ;
1414
1415     traceRn (text "xx" <+> vcat [ppr rdr_names, ppr (map snd results)]);
1416         -- The successful lookups will be (Just name)
1417     let { (warns_s, good_names) = unzip [ (msgs, name) 
1418                                         | (msgs, Just name) <- results] ;
1419           errs_s = [msgs | (msgs, Nothing) <- results] } ;
1420
1421         -- Fail if nothing good happened, else add warnings
1422     if null good_names then
1423                 -- No lookup succeeded, so
1424                 -- pick the first error message and report it
1425                 -- ToDo: If one of the errors is "could be Foo.X or Baz.X",
1426                 --       while the other is "X is not in scope", 
1427                 --       we definitely want the former; but we might pick the latter
1428         do { addMessages (head errs_s) ; failM }
1429       else                      -- Add deprecation warnings
1430         mapM_ addMessages warns_s ;
1431     
1432     return good_names
1433  }
1434 #endif
1435
1436 tcRnLookupName :: HscEnv -> Name -> IO (Messages, Maybe TyThing)
1437 tcRnLookupName hsc_env name
1438   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1439     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $
1440     tcRnLookupName' name
1441
1442 -- To look up a name we have to look in the local environment (tcl_lcl)
1443 -- as well as the global environment, which is what tcLookup does. 
1444 -- But we also want a TyThing, so we have to convert:
1445
1446 tcRnLookupName' :: Name -> TcRn TyThing
1447 tcRnLookupName' name = do
1448    tcthing <- tcLookup name
1449    case tcthing of
1450      AGlobal thing    -> return thing
1451      ATcId{tct_id=id} -> return (AnId id)
1452      _ -> panic "tcRnLookupName'"
1453
1454 tcRnGetInfo :: HscEnv
1455             -> Name
1456             -> IO (Messages, Maybe (TyThing, Fixity, [Instance]))
1457
1458 -- Used to implement :info in GHCi
1459 --
1460 -- Look up a RdrName and return all the TyThings it might be
1461 -- A capitalised RdrName is given to us in the DataName namespace,
1462 -- but we want to treat it as *both* a data constructor 
1463 --  *and* as a type or class constructor; 
1464 -- hence the call to dataTcOccs, and we return up to two results
1465 tcRnGetInfo hsc_env name
1466   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $
1467     tcRnGetInfo' hsc_env name
1468
1469 tcRnGetInfo' :: HscEnv
1470              -> Name
1471              -> TcRn (TyThing, Fixity, [Instance])
1472 tcRnGetInfo' hsc_env name
1473   = let ictxt = hsc_IC hsc_env in
1474     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do
1475
1476         -- Load the interface for all unqualified types and classes
1477         -- That way we will find all the instance declarations
1478         -- (Packages have not orphan modules, and we assume that
1479         --  in the home package all relevant modules are loaded.)
1480     loadUnqualIfaces ictxt
1481
1482     thing  <- tcRnLookupName' name
1483     fixity <- lookupFixityRn name
1484     ispecs <- lookupInsts thing
1485     return (thing, fixity, ispecs)
1486
1487 lookupInsts :: TyThing -> TcM [Instance]
1488 lookupInsts (AClass cls)
1489   = do  { inst_envs <- tcGetInstEnvs
1490         ; return (classInstances inst_envs cls) }
1491
1492 lookupInsts (ATyCon tc)
1493   = do  { (pkg_ie, home_ie) <- tcGetInstEnvs
1494                 -- Load all instances for all classes that are
1495                 -- in the type environment (which are all the ones
1496                 -- we've seen in any interface file so far)
1497         ; return [ ispec        -- Search all
1498                  | ispec <- instEnvElts home_ie ++ instEnvElts pkg_ie
1499                  , let dfun = instanceDFunId ispec
1500                  , relevant dfun ] } 
1501   where
1502     relevant df = tc_name `elemNameSet` orphNamesOfDFunHead (idType df)
1503     tc_name     = tyConName tc            
1504
1505 lookupInsts _ = return []
1506
1507 loadUnqualIfaces :: InteractiveContext -> TcM ()
1508 -- Load the home module for everything that is in scope unqualified
1509 -- This is so that we can accurately report the instances for 
1510 -- something
1511 loadUnqualIfaces ictxt
1512   = initIfaceTcRn $
1513     mapM_ (loadSysInterface doc) (moduleSetElts (mkModuleSet unqual_mods))
1514   where
1515     unqual_mods = [ nameModule name
1516                   | gre <- globalRdrEnvElts (ic_rn_gbl_env ictxt),
1517                     let name = gre_name gre,
1518                     not (isInternalName name),
1519                     isTcOcc (nameOccName name),  -- Types and classes only
1520                     unQualOK gre ]               -- In scope unqualified
1521     doc = ptext (sLit "Need interface for module whose export(s) are in scope unqualified")
1522 \end{code}
1523
1524 %************************************************************************
1525 %*                                                                      *
1526                 Degugging output
1527 %*                                                                      *
1528 %************************************************************************
1529
1530 \begin{code}
1531 rnDump :: SDoc -> TcRn ()
1532 -- Dump, with a banner, if -ddump-rn
1533 rnDump doc = do { dumpOptTcRn Opt_D_dump_rn (mkDumpDoc "Renamer" doc) }
1534
1535 tcDump :: TcGblEnv -> TcRn ()
1536 tcDump env
1537  = do { dflags <- getDOpts ;
1538
1539         -- Dump short output if -ddump-types or -ddump-tc
1540         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1541              (dumpTcRn short_dump) ;
1542
1543         -- Dump bindings if -ddump-tc
1544         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump)
1545    }
1546   where
1547     short_dump = pprTcGblEnv env
1548     full_dump  = pprLHsBinds (tcg_binds env)
1549         -- NB: foreign x-d's have undefined's in their types; 
1550         --     hence can't show the tc_fords
1551
1552 tcCoreDump :: ModGuts -> TcM ()
1553 tcCoreDump mod_guts
1554  = do { dflags <- getDOpts ;
1555         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1556              (dumpTcRn (pprModGuts mod_guts)) ;
1557
1558         -- Dump bindings if -ddump-tc
1559         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump) }
1560   where
1561     full_dump = pprCoreBindings (mg_binds mod_guts)
1562
1563 -- It's unpleasant having both pprModGuts and pprModDetails here
1564 pprTcGblEnv :: TcGblEnv -> SDoc
1565 pprTcGblEnv (TcGblEnv { tcg_type_env  = type_env, 
1566                         tcg_insts     = insts, 
1567                         tcg_fam_insts = fam_insts, 
1568                         tcg_rules     = rules,
1569                         tcg_vects     = vects,
1570                         tcg_imports   = imports })
1571   = vcat [ ppr_types insts type_env
1572          , ppr_tycons fam_insts type_env
1573          , ppr_insts insts
1574          , ppr_fam_insts fam_insts
1575          , vcat (map ppr rules)
1576          , vcat (map ppr vects)
1577          , ptext (sLit "Dependent modules:") <+> 
1578                 ppr (sortBy cmp_mp $ eltsUFM (imp_dep_mods imports))
1579          , ptext (sLit "Dependent packages:") <+> 
1580                 ppr (sortBy stablePackageIdCmp $ imp_dep_pkgs imports)]
1581   where         -- The two uses of sortBy are just to reduce unnecessary
1582                 -- wobbling in testsuite output
1583     cmp_mp (mod_name1, is_boot1) (mod_name2, is_boot2)
1584         = (mod_name1 `stableModuleNameCmp` mod_name2)
1585                   `thenCmp`     
1586           (is_boot1 `compare` is_boot2)
1587
1588 pprModGuts :: ModGuts -> SDoc
1589 pprModGuts (ModGuts { mg_types = type_env,
1590                       mg_rules = rules })
1591   = vcat [ ppr_types [] type_env,
1592            ppr_rules rules ]
1593
1594 ppr_types :: [Instance] -> TypeEnv -> SDoc
1595 ppr_types insts type_env
1596   = text "TYPE SIGNATURES" $$ nest 4 (ppr_sigs ids)
1597   where
1598     dfun_ids = map instanceDFunId insts
1599     ids = [id | id <- typeEnvIds type_env, want_sig id]
1600     want_sig id | opt_PprStyle_Debug = True
1601                 | otherwise          = isLocalId id && 
1602                                        isExternalName (idName id) && 
1603                                        not (id `elem` dfun_ids)
1604         -- isLocalId ignores data constructors, records selectors etc.
1605         -- The isExternalName ignores local dictionary and method bindings
1606         -- that the type checker has invented.  Top-level user-defined things 
1607         -- have External names.
1608
1609 ppr_tycons :: [FamInst] -> TypeEnv -> SDoc
1610 ppr_tycons fam_insts type_env
1611   = vcat [ text "TYPE CONSTRUCTORS"
1612          ,   nest 2 (ppr_tydecls tycons)
1613          , text "COERCION AXIOMS" 
1614          ,   nest 2 (vcat (map pprCoAxiom (typeEnvCoAxioms type_env))) ]
1615   where
1616     fi_tycons = map famInstTyCon fam_insts
1617     tycons = [tycon | tycon <- typeEnvTyCons type_env, want_tycon tycon]
1618     want_tycon tycon | opt_PprStyle_Debug = True
1619                      | otherwise          = not (isImplicitTyCon tycon) &&
1620                                             isExternalName (tyConName tycon) &&
1621                                             not (tycon `elem` fi_tycons)
1622
1623 ppr_insts :: [Instance] -> SDoc
1624 ppr_insts []     = empty
1625 ppr_insts ispecs = text "INSTANCES" $$ nest 2 (pprInstances ispecs)
1626
1627 ppr_fam_insts :: [FamInst] -> SDoc
1628 ppr_fam_insts []        = empty
1629 ppr_fam_insts fam_insts = 
1630   text "FAMILY INSTANCES" $$ nest 2 (pprFamInsts fam_insts)
1631
1632 ppr_sigs :: [Var] -> SDoc
1633 ppr_sigs ids
1634         -- Print type signatures; sort by OccName 
1635   = vcat (map ppr_sig (sortLe le_sig ids))
1636   where
1637     le_sig id1 id2 = getOccName id1 <= getOccName id2
1638     ppr_sig id = ppr id <+> dcolon <+> ppr (tidyTopType (idType id))
1639
1640 ppr_tydecls :: [TyCon] -> SDoc
1641 ppr_tydecls tycons
1642         -- Print type constructor info; sort by OccName 
1643   = vcat (map ppr_tycon (sortLe le_sig tycons))
1644   where
1645     le_sig tycon1 tycon2 = getOccName tycon1 <= getOccName tycon2
1646     ppr_tycon tycon = ppr (tyThingToIfaceDecl (ATyCon tycon))
1647       where
1648
1649 ppr_rules :: [CoreRule] -> SDoc
1650 ppr_rules [] = empty
1651 ppr_rules rs = vcat [ptext (sLit "{-# RULES"),
1652                       nest 2 (pprRules rs),
1653                       ptext (sLit "#-}")]
1654 \end{code}