a42e85dadbe215df158b44cb381e6055240691cc
[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[TcModule]{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         tcRnLookupName,
15         tcRnGetInfo,
16         tcRnModule, 
17         tcTopSrcDecls,
18         tcRnExtCore
19     ) where
20
21 #ifdef GHCI
22 import {-# SOURCE #-} TcSplice ( tcSpliceDecls )
23 #endif
24
25 import DynFlags
26 import StaticFlags
27 import HsSyn
28 import PrelNames
29 import RdrName
30 import TcHsSyn
31 import TcExpr
32 import TcRnMonad
33 import Coercion
34 import FamInst
35 import InstEnv
36 import FamInstEnv
37 import TcAnnotations
38 import TcBinds
39 import TcType   ( tidyTopType )
40 import TcDefaults
41 import TcEnv
42 import TcRules
43 import TcForeign
44 import TcInstDcls
45 import TcIface
46 import TcMType
47 import MkIface
48 import IfaceSyn
49 import TcSimplify
50 import TcTyClsDecls
51 import LoadIface
52 import RnNames
53 import RnEnv
54 import RnSource
55 import PprCore
56 import CoreSyn
57 import ErrUtils
58 import Id
59 import VarEnv
60 import Var
61 import Module
62 import UniqFM
63 import Name
64 import NameEnv
65 import NameSet
66 import TyCon
67 import TysPrim
68 import SrcLoc
69 import HscTypes
70 import ListSetOps
71 import Outputable
72 import DataCon
73 import Type
74 import Class
75 import TcType   ( tyClsNamesOfDFunHead )
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 <- 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_anns      = [],
332                                 mg_binds     = core_binds,
333
334                                 -- Stubs
335                                 mg_rdr_env   = emptyGlobalRdrEnv,
336                                 mg_fix_env   = emptyFixityEnv,
337                                 mg_warns     = NoWarnings,
338                                 mg_foreign   = NoStubs,
339                                 mg_hpc_info  = emptyHpcInfo False,
340                                 mg_modBreaks = emptyModBreaks,
341                                 mg_vect_info = noVectInfo
342                     } } ;
343
344    tcCoreDump mod_guts ;
345
346    return mod_guts
347    }}}}
348
349 mkFakeGroup :: [LTyClDecl a] -> HsGroup a
350 mkFakeGroup decls -- Rather clumsy; lots of unused fields
351   = emptyRdrGroup { hs_tyclds = decls }
352 \end{code}
353
354
355 %************************************************************************
356 %*                                                                      *
357         Type-checking the top level of a module
358 %*                                                                      *
359 %************************************************************************
360
361 \begin{code}
362 tcRnSrcDecls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
363         -- Returns the variables free in the decls
364         -- Reason: solely to report unused imports and bindings
365 tcRnSrcDecls boot_iface decls
366  = do {         -- Do all the declarations
367         (tc_envs, lie) <- getConstraints $ tc_rn_src_decls boot_iface decls ;
368       ; traceTc "Tc8" empty ;
369       ; setEnvs tc_envs $ 
370    do { 
371
372              --         Finish simplifying class constraints
373              -- 
374              -- simplifyTop deals with constant or ambiguous InstIds.  
375              -- How could there be ambiguous ones?  They can only arise if a
376              -- top-level decl falls under the monomorphism restriction
377              -- and no subsequent decl instantiates its type.
378              --
379              -- We do this after checkMain, so that we use the type info 
380              -- thaat checkMain adds
381              -- 
382              -- We do it with both global and local env in scope:
383              --  * the global env exposes the instances to simplifyTop
384              --  * the local env exposes the local Ids to simplifyTop, 
385              --    so that we get better error messages (monomorphism restriction)
386         new_ev_binds <- simplifyTop lie ;
387         traceTc "Tc9" empty ;
388
389         failIfErrsM ;   -- Don't zonk if there have been errors
390                         -- It's a waste of time; and we may get debug warnings
391                         -- about strangely-typed TyCons!
392
393         -- Zonk the final code.  This must be done last.
394         -- Even simplifyTop may do some unification.
395         -- This pass also warns about missing type signatures
396         let { (tcg_env, _) = tc_envs
397             ; TcGblEnv { tcg_type_env = type_env,
398                          tcg_binds    = binds,
399                          tcg_sigs     = sig_ns,
400                          tcg_ev_binds = cur_ev_binds,
401                          tcg_rules    = rules,
402                          tcg_fords    = fords } = tcg_env
403             ; all_ev_binds = cur_ev_binds `unionBags` new_ev_binds } ;
404
405         (bind_ids, ev_binds', binds', fords', rules') 
406             <- zonkTopDecls all_ev_binds binds sig_ns rules fords ;
407         
408         let { final_type_env = extendTypeEnvWithIds type_env bind_ids
409             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds    = binds',
410                                    tcg_ev_binds = ev_binds',
411                                    tcg_rules    = rules', 
412                                    tcg_fords    = fords' } } ;
413
414         setGlobalTypeEnv tcg_env' final_type_env                                   
415    } }
416
417 tc_rn_src_decls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
418 -- Loops around dealing with each top level inter-splice group 
419 -- in turn, until it's dealt with the entire module
420 tc_rn_src_decls boot_details ds
421  = do { (first_group, group_tail) <- findSplice ds  ;
422                 -- If ds is [] we get ([], Nothing)
423
424         -- Deal with decls up to, but not including, the first splice
425         (tcg_env, rn_decls) <- rnTopSrcDecls first_group ;
426                 -- rnTopSrcDecls fails if there are any errors
427
428         (tcg_env, tcl_env) <- setGblEnv tcg_env $ 
429                               tcTopSrcDecls boot_details rn_decls ;
430
431         -- If there is no splice, we're nearly done
432         setEnvs (tcg_env, tcl_env) $ 
433         case group_tail of {
434            Nothing -> do { tcg_env <- checkMain ;       -- Check for `main'
435                            return (tcg_env, tcl_env) 
436                       } ;
437
438 #ifndef GHCI
439         -- There shouldn't be a splice
440            Just (SpliceDecl {}, _) -> do {
441         failWithTc (text "Can't do a top-level splice; need a bootstrapped compiler")
442 #else
443         -- If there's a splice, we must carry on
444            Just (SpliceDecl splice_expr _, rest_ds) -> do {
445
446         -- Rename the splice expression, and get its supporting decls
447         (rn_splice_expr, splice_fvs) <- checkNoErrs (rnLExpr splice_expr) ;
448                 -- checkNoErrs: don't typecheck if renaming failed
449         rnDump (ppr rn_splice_expr) ;
450
451         -- Execute the splice
452         spliced_decls <- tcSpliceDecls rn_splice_expr ;
453
454         -- Glue them on the front of the remaining decls and loop
455         setGblEnv (tcg_env `addTcgDUs` usesOnly splice_fvs) $
456         tc_rn_src_decls boot_details (spliced_decls ++ rest_ds)
457 #endif /* GHCI */
458     } } }
459 \end{code}
460
461 %************************************************************************
462 %*                                                                      *
463         Compiling hs-boot source files, and
464         comparing the hi-boot interface with the real thing
465 %*                                                                      *
466 %************************************************************************
467
468 \begin{code}
469 tcRnHsBootDecls :: [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
470 tcRnHsBootDecls decls
471    = do { (first_group, group_tail) <- findSplice decls
472
473                 -- Rename the declarations
474         ; (tcg_env, HsGroup { 
475                    hs_tyclds = tycl_decls, 
476                    hs_instds = inst_decls,
477                    hs_derivds = deriv_decls,
478                    hs_fords  = for_decls,
479                    hs_defds  = def_decls,  
480                    hs_ruleds = rule_decls, 
481                    hs_annds  = _,
482                    hs_valds  = val_binds }) <- rnTopSrcDecls first_group
483         ; (gbl_env, lie) <- getConstraints $ setGblEnv tcg_env $ do {
484
485
486                 -- Check for illegal declarations
487         ; case group_tail of
488              Just (SpliceDecl d _, _) -> badBootDecl "splice" d
489              Nothing                  -> return ()
490         ; mapM_ (badBootDecl "foreign") for_decls
491         ; mapM_ (badBootDecl "default") def_decls
492         ; mapM_ (badBootDecl "rule")    rule_decls
493
494                 -- Typecheck type/class decls
495         ; traceTc "Tc2" empty
496         ; (tcg_env, aux_binds, dm_ids) 
497                <- tcTyAndClassDecls emptyModDetails tycl_decls
498         ; setGblEnv tcg_env    $ 
499           tcExtendIdEnv dm_ids $ do {
500
501                 -- Typecheck instance decls
502                 -- Family instance declarations are rejected here
503         ; traceTc "Tc3" empty
504         ; (tcg_env, inst_infos, _deriv_binds) 
505             <- tcInstDecls1 tycl_decls inst_decls deriv_decls
506         ; setGblEnv tcg_env     $ do {
507
508                 -- Typecheck value declarations
509         ; traceTc "Tc5" empty 
510         ; val_ids <- tcHsBootSigs val_binds
511
512                 -- Wrap up
513                 -- No simplification or zonking to do
514         ; traceTc "Tc7a" empty
515         ; gbl_env <- getGblEnv 
516         
517                 -- Make the final type-env
518                 -- Include the dfun_ids so that their type sigs
519                 -- are written into the interface file. 
520                 -- And similarly the aux_ids from aux_binds
521         ; let { type_env0 = tcg_type_env gbl_env
522               ; type_env1 = extendTypeEnvWithIds type_env0 val_ids
523               ; type_env2 = extendTypeEnvWithIds type_env1 dfun_ids 
524               ; type_env3 = extendTypeEnvWithIds type_env2 aux_ids 
525               ; dfun_ids = map iDFunId inst_infos
526               ; aux_ids  = case aux_binds of
527                              ValBindsOut _ sigs -> [id | L _ (IdSig id) <- sigs]
528                              _                  -> panic "tcRnHsBoodDecls"
529               }
530
531         ; setGlobalTypeEnv gbl_env type_env3
532    }}}
533    ; traceTc "boot" (ppr lie); return gbl_env }
534
535 badBootDecl :: String -> Located decl -> TcM ()
536 badBootDecl what (L loc _) 
537   = addErrAt loc (char 'A' <+> text what 
538       <+> ptext (sLit "declaration is not (currently) allowed in a hs-boot file"))
539 \end{code}
540
541 Once we've typechecked the body of the module, we want to compare what
542 we've found (gathered in a TypeEnv) with the hi-boot details (if any).
543
544 \begin{code}
545 checkHiBootIface :: TcGblEnv -> ModDetails -> TcM TcGblEnv
546 -- Compare the hi-boot file for this module (if there is one)
547 -- with the type environment we've just come up with
548 -- In the common case where there is no hi-boot file, the list
549 -- of boot_names is empty.
550 --
551 -- The bindings we return give bindings for the dfuns defined in the
552 -- hs-boot file, such as        $fbEqT = $fEqT
553
554 checkHiBootIface
555         tcg_env@(TcGblEnv { tcg_src = hs_src, tcg_binds = binds,
556                             tcg_insts = local_insts, 
557                             tcg_type_env = local_type_env, tcg_exports = local_exports })
558         (ModDetails { md_insts = boot_insts, md_fam_insts = boot_fam_insts,
559                       md_types = boot_type_env, md_exports = boot_exports })
560   | isHsBoot hs_src     -- Current module is already a hs-boot file!
561   = return tcg_env      
562
563   | otherwise
564   = do  { traceTc "checkHiBootIface" $ vcat
565              [ ppr boot_type_env, ppr boot_insts, ppr boot_exports]
566
567                 -- Check the exports of the boot module, one by one
568         ; mapM_ check_export boot_exports
569
570                 -- Check for no family instances
571         ; unless (null boot_fam_insts) $
572             panic ("TcRnDriver.checkHiBootIface: Cannot handle family " ++
573                    "instances in boot files yet...")
574             -- FIXME: Why?  The actual comparison is not hard, but what would
575             --        be the equivalent to the dfun bindings returned for class
576             --        instances?  We can't easily equate tycons...
577
578                 -- Check instance declarations
579         ; mb_dfun_prs <- mapM check_inst boot_insts
580         ; let dfun_prs   = catMaybes mb_dfun_prs
581               boot_dfuns = map fst dfun_prs
582               dfun_binds = listToBag [ mkVarBind boot_dfun (nlHsVar dfun)
583                                      | (boot_dfun, dfun) <- dfun_prs ]
584               type_env'  = extendTypeEnvWithIds local_type_env boot_dfuns
585               tcg_env'   = tcg_env { tcg_binds = binds `unionBags` dfun_binds }
586
587         ; failIfErrsM
588         ; setGlobalTypeEnv tcg_env' type_env' }
589              -- Update the global type env *including* the knot-tied one
590              -- so that if the source module reads in an interface unfolding
591              -- mentioning one of the dfuns from the boot module, then it
592              -- can "see" that boot dfun.   See Trac #4003
593   where
594     check_export boot_avail     -- boot_avail is exported by the boot iface
595       | name `elem` dfun_names = return ()      
596       | isWiredInName name     = return ()      -- No checking for wired-in names.  In particular,
597                                                 -- 'error' is handled by a rather gross hack
598                                                 -- (see comments in GHC.Err.hs-boot)
599
600         -- Check that the actual module exports the same thing
601       | not (null missing_names)
602       = addErrAt (nameSrcSpan (head missing_names)) 
603                  (missingBootThing (head missing_names) "exported by")
604
605         -- If the boot module does not *define* the thing, we are done
606         -- (it simply re-exports it, and names match, so nothing further to do)
607       | isNothing mb_boot_thing = return ()
608
609         -- Check that the actual module also defines the thing, and 
610         -- then compare the definitions
611       | Just real_thing <- lookupTypeEnv local_type_env name,
612         Just boot_thing <- mb_boot_thing
613       = when (not (checkBootDecl boot_thing real_thing))
614             $ addErrAt (nameSrcSpan (getName boot_thing))
615                        (let boot_decl = tyThingToIfaceDecl 
616                                                (fromJust mb_boot_thing)
617                             real_decl = tyThingToIfaceDecl real_thing
618                         in bootMisMatch real_thing boot_decl real_decl)
619
620       | otherwise
621       = addErrTc (missingBootThing name "defined in")
622       where
623         name          = availName boot_avail
624         mb_boot_thing = lookupTypeEnv boot_type_env name
625         missing_names = case lookupNameEnv local_export_env name of
626                           Nothing    -> [name]
627                           Just avail -> availNames boot_avail `minusList` availNames avail
628                  
629     dfun_names = map getName boot_insts
630
631     local_export_env :: NameEnv AvailInfo
632     local_export_env = availsToNameEnv local_exports
633
634     check_inst :: Instance -> TcM (Maybe (Id, Id))
635         -- Returns a pair of the boot dfun in terms of the equivalent real dfun
636     check_inst boot_inst
637         = case [dfun | inst <- local_insts, 
638                        let dfun = instanceDFunId inst,
639                        idType dfun `tcEqType` boot_inst_ty ] of
640             [] -> do { addErrTc (instMisMatch boot_inst); return Nothing }
641             (dfun:_) -> return (Just (local_boot_dfun, dfun))
642         where
643           boot_dfun = instanceDFunId boot_inst
644           boot_inst_ty = idType boot_dfun
645           local_boot_dfun = Id.mkExportedLocalId (idName boot_dfun) boot_inst_ty
646
647
648 -- This has to compare the TyThing from the .hi-boot file to the TyThing
649 -- in the current source file.  We must be careful to allow alpha-renaming
650 -- where appropriate, and also the boot declaration is allowed to omit
651 -- constructors and class methods.
652 --
653 -- See rnfail055 for a good test of this stuff.
654
655 checkBootDecl :: TyThing -> TyThing -> Bool
656
657 checkBootDecl (AnId id1) (AnId id2)
658   = ASSERT(id1 == id2) 
659     (idType id1 `tcEqType` idType id2)
660
661 checkBootDecl (ATyCon tc1) (ATyCon tc2)
662   = checkBootTyCon tc1 tc2
663
664 checkBootDecl (AClass c1)  (AClass c2)
665   = let 
666        (clas_tyvars1, clas_fds1, sc_theta1, _, ats1, op_stuff1) 
667           = classExtraBigSig c1
668        (clas_tyvars2, clas_fds2, sc_theta2, _, ats2, op_stuff2) 
669           = classExtraBigSig c2
670
671        env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
672        env = rnBndrs2 env0 clas_tyvars1 clas_tyvars2
673
674        eqSig (id1, def_meth1) (id2, def_meth2)
675          = idName id1 == idName id2 &&
676            tcEqTypeX env op_ty1 op_ty2 &&
677            def_meth1 == def_meth2
678          where
679           (_, rho_ty1) = splitForAllTys (idType id1)
680           op_ty1 = funResultTy rho_ty1
681           (_, rho_ty2) = splitForAllTys (idType id2)
682           op_ty2 = funResultTy rho_ty2
683
684        eqFD (as1,bs1) (as2,bs2) = 
685          eqListBy (tcEqTypeX env) (mkTyVarTys as1) (mkTyVarTys as2) &&
686          eqListBy (tcEqTypeX env) (mkTyVarTys bs1) (mkTyVarTys bs2)
687
688        same_kind tv1 tv2 = eqKind (tyVarKind tv1) (tyVarKind tv2)
689     in
690        eqListBy same_kind clas_tyvars1 clas_tyvars2 &&
691              -- Checks kind of class
692        eqListBy eqFD clas_fds1 clas_fds2 &&
693        (null sc_theta1 && null op_stuff1 && null ats1
694         ||   -- Above tests for an "abstract" class
695         eqListBy (tcEqPredX env) sc_theta1 sc_theta2 &&
696         eqListBy eqSig op_stuff1 op_stuff2 &&
697         eqListBy checkBootTyCon ats1 ats2)
698
699 checkBootDecl (ADataCon dc1) (ADataCon _)
700   = pprPanic "checkBootDecl" (ppr dc1)
701
702 checkBootDecl _ _ = False -- probably shouldn't happen
703
704 ----------------
705 checkBootTyCon :: TyCon -> TyCon -> Bool
706 checkBootTyCon tc1 tc2
707   | not (eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2))
708   = False       -- First off, check the kind
709
710   | isSynTyCon tc1 && isSynTyCon tc2
711   = ASSERT(tc1 == tc2)
712     let tvs1 = tyConTyVars tc1; tvs2 = tyConTyVars tc2
713         env = rnBndrs2 env0 tvs1 tvs2
714
715         eqSynRhs SynFamilyTyCon SynFamilyTyCon
716             = True
717         eqSynRhs (SynonymTyCon t1) (SynonymTyCon t2)
718             = tcEqTypeX env t1 t2
719         eqSynRhs _ _ = False
720     in
721     equalLength tvs1 tvs2 &&
722     eqSynRhs (synTyConRhs tc1) (synTyConRhs tc2)
723
724   | isAlgTyCon tc1 && isAlgTyCon tc2
725   = ASSERT(tc1 == tc2)
726     eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
727     eqListBy tcEqPred (tyConStupidTheta tc1) (tyConStupidTheta tc2) &&
728     eqAlgRhs (algTyConRhs tc1) (algTyConRhs tc2)
729
730   | isForeignTyCon tc1 && isForeignTyCon tc2
731   = eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
732     tyConExtName tc1 == tyConExtName tc2
733
734   | otherwise = False
735   where 
736         env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
737
738         eqAlgRhs AbstractTyCon _ = True
739         eqAlgRhs DataFamilyTyCon{} DataFamilyTyCon{} = True
740         eqAlgRhs tc1@DataTyCon{} tc2@DataTyCon{} =
741             eqListBy eqCon (data_cons tc1) (data_cons tc2)
742         eqAlgRhs tc1@NewTyCon{} tc2@NewTyCon{} =
743             eqCon (data_con tc1) (data_con tc2)
744         eqAlgRhs _ _ = False
745
746         eqCon c1 c2
747           =  dataConName c1 == dataConName c2
748           && dataConIsInfix c1 == dataConIsInfix c2
749           && dataConStrictMarks c1 == dataConStrictMarks c2
750           && dataConFieldLabels c1 == dataConFieldLabels c2
751           && let tvs1 = dataConUnivTyVars c1 ++ dataConExTyVars c1
752                  tvs2 = dataConUnivTyVars c2 ++ dataConExTyVars c2
753                  env = rnBndrs2 env0 tvs1 tvs2
754              in
755               equalLength tvs1 tvs2 &&              
756               eqListBy (tcEqPredX env)
757                         (dataConEqTheta c1 ++ dataConDictTheta c1)
758                         (dataConEqTheta c2 ++ dataConDictTheta c2) &&
759               eqListBy (tcEqTypeX env)
760                         (dataConOrigArgTys c1)
761                         (dataConOrigArgTys c2)
762
763 ----------------
764 missingBootThing :: Name -> String -> SDoc
765 missingBootThing name what
766   = ppr name <+> ptext (sLit "is exported by the hs-boot file, but not") 
767               <+> text what <+> ptext (sLit "the module")
768
769 bootMisMatch :: TyThing -> IfaceDecl -> IfaceDecl -> SDoc
770 bootMisMatch thing boot_decl real_decl
771   = vcat [ppr thing <+> ptext (sLit "has conflicting definitions in the module and its hs-boot file"),
772           ptext (sLit "Main module:") <+> ppr real_decl,
773           ptext (sLit "Boot file:  ") <+> ppr boot_decl]
774
775 instMisMatch :: Instance -> SDoc
776 instMisMatch inst
777   = hang (ppr inst)
778        2 (ptext (sLit "is defined in the hs-boot file, but not in the module itself"))
779 \end{code}
780
781
782 %************************************************************************
783 %*                                                                      *
784         Type-checking the top level of a module
785 %*                                                                      *
786 %************************************************************************
787
788 tcRnGroup takes a bunch of top-level source-code declarations, and
789  * renames them
790  * gets supporting declarations from interface files
791  * typechecks them
792  * zonks them
793  * and augments the TcGblEnv with the results
794
795 In Template Haskell it may be called repeatedly for each group of
796 declarations.  It expects there to be an incoming TcGblEnv in the
797 monad; it augments it and returns the new TcGblEnv.
798
799 \begin{code}
800 ------------------------------------------------
801 rnTopSrcDecls :: HsGroup RdrName -> TcM (TcGblEnv, HsGroup Name)
802 -- Fails if there are any errors
803 rnTopSrcDecls group
804  = do { -- Rename the source decls
805         traceTc "rn12" empty ;
806         (tcg_env, rn_decls) <- checkNoErrs $ rnSrcDecls group ;
807         traceTc "rn13" empty ;
808
809         -- save the renamed syntax, if we want it
810         let { tcg_env'
811                 | Just grp <- tcg_rn_decls tcg_env
812                   = tcg_env{ tcg_rn_decls = Just (appendGroups grp rn_decls) }
813                 | otherwise
814                    = tcg_env };
815
816                 -- Dump trace of renaming part
817         rnDump (ppr rn_decls) ;
818
819         return (tcg_env', rn_decls)
820    }
821
822 ------------------------------------------------
823 tcTopSrcDecls :: ModDetails -> HsGroup Name -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
824 tcTopSrcDecls boot_details
825         (HsGroup { hs_tyclds = tycl_decls, 
826                    hs_instds = inst_decls,
827                    hs_derivds = deriv_decls,
828                    hs_fords  = foreign_decls,
829                    hs_defds  = default_decls,
830                    hs_annds  = annotation_decls,
831                    hs_ruleds = rule_decls,
832                    hs_valds  = val_binds })
833  = do {         -- Type-check the type and class decls, and all imported decls
834                 -- The latter come in via tycl_decls
835         traceTc "Tc2" empty ;
836
837         (tcg_env, aux_binds, dm_ids) <- tcTyAndClassDecls boot_details tycl_decls ;
838                 -- If there are any errors, tcTyAndClassDecls fails here
839         
840         setGblEnv tcg_env       $
841         tcExtendIdEnv dm_ids    $ do {
842
843                 -- Source-language instances, including derivings,
844                 -- and import the supporting declarations
845         traceTc "Tc3" empty ;
846         (tcg_env, inst_infos, deriv_binds) 
847             <- tcInstDecls1 tycl_decls inst_decls deriv_decls;
848         setGblEnv tcg_env       $ do {
849
850                 -- Foreign import declarations next. 
851         traceTc "Tc4" empty ;
852         (fi_ids, fi_decls) <- tcForeignImports foreign_decls ;
853         tcExtendGlobalValEnv fi_ids     $ do {
854
855                 -- Default declarations
856         traceTc "Tc4a" empty ;
857         default_tys <- tcDefaults default_decls ;
858         updGblEnv (\gbl -> gbl { tcg_default = default_tys }) $ do {
859         
860                 -- Now GHC-generated derived bindings, generics, and selectors
861                 -- Do not generate warnings from compiler-generated code;
862                 -- hence the use of discardWarnings
863         (tc_aux_binds,   tcl_env) <- discardWarnings (tcTopBinds aux_binds) ;
864         (tc_deriv_binds, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $ 
865                                      discardWarnings (tcTopBinds deriv_binds) ;
866
867                 -- Value declarations next
868         traceTc "Tc5" empty ;
869         (tc_val_binds, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $
870                                    tcTopBinds val_binds;
871
872         setLclTypeEnv tcl_env $ do {    -- Environment doesn't change now
873
874                 -- Second pass over class and instance declarations, 
875         traceTc "Tc6" empty ;
876         inst_binds <- tcInstDecls2 tycl_decls inst_infos ;
877
878                 -- Foreign exports
879         traceTc "Tc7" empty ;
880         (foe_binds, foe_decls) <- tcForeignExports foreign_decls ;
881
882                 -- Annotations
883         annotations <- tcAnnotations annotation_decls ;
884
885                 -- Rules
886         rules <- tcRules rule_decls ;
887
888                 -- Wrap up
889         traceTc "Tc7a" empty ;
890         tcg_env <- getGblEnv ;
891         let { all_binds = tc_val_binds   `unionBags`
892                           tc_deriv_binds `unionBags`
893                           tc_aux_binds   `unionBags`
894                           inst_binds     `unionBags`
895                           foe_binds
896
897             ; sig_names = mkNameSet (collectHsValBinders val_binds) 
898                           `minusNameSet` getTypeSigNames val_binds
899
900                 -- Extend the GblEnv with the (as yet un-zonked) 
901                 -- bindings, rules, foreign decls
902             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds = tcg_binds tcg_env `unionBags` all_binds
903                                  , tcg_sigs  = tcg_sigs tcg_env `unionNameSets` sig_names
904                                  , tcg_rules = tcg_rules tcg_env ++ rules
905                                  , tcg_anns  = tcg_anns tcg_env ++ annotations
906                                  , tcg_fords = tcg_fords tcg_env ++ foe_decls ++ fi_decls } } ;
907         return (tcg_env', tcl_env)
908     }}}}}}
909 \end{code}
910
911
912 %************************************************************************
913 %*                                                                      *
914         Checking for 'main'
915 %*                                                                      *
916 %************************************************************************
917
918 \begin{code}
919 checkMain :: TcM TcGblEnv
920 -- If we are in module Main, check that 'main' is defined.
921 checkMain 
922   = do { tcg_env   <- getGblEnv ;
923          dflags    <- getDOpts ;
924          check_main dflags tcg_env
925     }
926
927 check_main :: DynFlags -> TcGblEnv -> TcM TcGblEnv
928 check_main dflags tcg_env
929  | mod /= main_mod
930  = traceTc "checkMain not" (ppr main_mod <+> ppr mod) >>
931    return tcg_env
932
933  | otherwise
934  = do   { mb_main <- lookupGlobalOccRn_maybe main_fn
935                 -- Check that 'main' is in scope
936                 -- It might be imported from another module!
937         ; case mb_main of {
938              Nothing -> do { traceTc "checkMain fail" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
939                            ; complain_no_main   
940                            ; return tcg_env } ;
941              Just main_name -> do
942
943         { traceTc "checkMain found" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
944         ; let loc = srcLocSpan (getSrcLoc main_name)
945         ; ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName
946         ; res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
947         ; main_expr
948                 <- addErrCtxt mainCtxt    $
949                    tcMonoExpr (L loc (HsVar main_name)) (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
950
951                 -- See Note [Root-main Id]
952                 -- Construct the binding
953                 --      :Main.main :: IO res_ty = runMainIO res_ty main 
954         ; run_main_id <- tcLookupId runMainIOName
955         ; let { root_main_name =  mkExternalName rootMainKey rOOT_MAIN 
956                                    (mkVarOccFS (fsLit "main")) 
957                                    (getSrcSpan main_name)
958               ; root_main_id = Id.mkExportedLocalId root_main_name 
959                                                     (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
960               ; co  = mkWpTyApps [res_ty]
961               ; rhs = nlHsApp (mkLHsWrap co (nlHsVar run_main_id)) main_expr
962               ; main_bind = mkVarBind root_main_id rhs }
963
964         ; return (tcg_env { tcg_main  = Just main_name,
965                             tcg_binds = tcg_binds tcg_env
966                                         `snocBag` main_bind,
967                             tcg_dus   = tcg_dus tcg_env
968                                         `plusDU` usesOnly (unitFV main_name)
969                         -- Record the use of 'main', so that we don't 
970                         -- complain about it being defined but not used
971                  })
972     }}}
973   where
974     mod          = tcg_mod tcg_env
975     main_mod     = mainModIs dflags
976     main_fn      = getMainFun dflags
977
978     complain_no_main | ghcLink dflags == LinkInMemory = return ()
979                      | otherwise = failWithTc noMainMsg
980         -- In interactive mode, don't worry about the absence of 'main'
981         -- In other modes, fail altogether, so that we don't go on
982         -- and complain a second time when processing the export list.
983
984     mainCtxt  = ptext (sLit "When checking the type of the") <+> pp_main_fn
985     noMainMsg = ptext (sLit "The") <+> pp_main_fn
986                 <+> ptext (sLit "is not defined in module") <+> quotes (ppr main_mod)
987     pp_main_fn = ppMainFn main_fn
988
989 ppMainFn :: RdrName -> SDoc
990 ppMainFn main_fn
991   | main_fn == main_RDR_Unqual
992   = ptext (sLit "function") <+> quotes (ppr main_fn)
993   | otherwise
994   = ptext (sLit "main function") <+> quotes (ppr main_fn)
995                
996 -- | Get the unqualified name of the function to use as the \"main\" for the main module.
997 -- Either returns the default name or the one configured on the command line with -main-is
998 getMainFun :: DynFlags -> RdrName
999 getMainFun dflags = case (mainFunIs dflags) of
1000     Just fn -> mkRdrUnqual (mkVarOccFS (mkFastString fn))
1001     Nothing -> main_RDR_Unqual
1002
1003 checkMainExported :: TcGblEnv -> TcM ()
1004 checkMainExported tcg_env = do
1005   dflags    <- getDOpts
1006   case tcg_main tcg_env of
1007     Nothing -> return () -- not the main module
1008     Just main_name -> do
1009       let main_mod = mainModIs dflags
1010       checkTc (main_name `elem` concatMap availNames (tcg_exports tcg_env)) $
1011               ptext (sLit "The") <+> ppMainFn (nameRdrName main_name) <+>
1012               ptext (sLit "is not exported by module") <+> quotes (ppr main_mod)
1013 \end{code}
1014
1015 Note [Root-main Id]
1016 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1017 The function that the RTS invokes is always :Main.main, which we call
1018 root_main_id.  (Because GHC allows the user to have a module not
1019 called Main as the main module, we can't rely on the main function
1020 being called "Main.main".  That's why root_main_id has a fixed module
1021 ":Main".)  
1022
1023 This is unusual: it's a LocalId whose Name has a Module from another
1024 module.  Tiresomely, we must filter it out again in MkIface, les we
1025 get two defns for 'main' in the interface file!
1026
1027
1028 %*********************************************************
1029 %*                                                       *
1030                 GHCi stuff
1031 %*                                                       *
1032 %*********************************************************
1033
1034 \begin{code}
1035 setInteractiveContext :: HscEnv -> InteractiveContext -> TcRn a -> TcRn a
1036 setInteractiveContext hsc_env icxt thing_inside 
1037   = let -- Initialise the tcg_inst_env with instances from all home modules.  
1038         -- This mimics the more selective call to hptInstances in tcRnModule.
1039         (home_insts, home_fam_insts) = hptInstances hsc_env (\_ -> True)
1040     in
1041     updGblEnv (\env -> env { 
1042         tcg_rdr_env      = ic_rn_gbl_env icxt,
1043         tcg_inst_env     = extendInstEnvList    (tcg_inst_env env) home_insts,
1044         tcg_fam_inst_env = extendFamInstEnvList (tcg_fam_inst_env env) 
1045                                                 home_fam_insts 
1046       }) $
1047
1048     tcExtendGhciEnv (ic_tmp_ids icxt) $
1049         -- tcExtendGhciEnv does lots: 
1050         --   - it extends the local type env (tcl_env) with the given Ids,
1051         --   - it extends the local rdr env (tcl_rdr) with the Names from 
1052         --     the given Ids
1053         --   - it adds the free tyvars of the Ids to the tcl_tyvars
1054         --     set.
1055         --
1056         -- later ids in ic_tmp_ids must shadow earlier ones with the same
1057         -- OccName, and tcExtendIdEnv implements this behaviour.
1058
1059     do  { traceTc "setIC" (ppr (ic_tmp_ids icxt))
1060         ; thing_inside }
1061 \end{code}
1062
1063
1064 \begin{code}
1065 #ifdef GHCI
1066 tcRnStmt :: HscEnv
1067          -> InteractiveContext
1068          -> LStmt RdrName
1069          -> IO (Messages, Maybe ([Id], LHsExpr Id))
1070                 -- The returned [Id] is the list of new Ids bound by
1071                 -- this statement.  It can be used to extend the
1072                 -- InteractiveContext via extendInteractiveContext.
1073                 --
1074                 -- The returned TypecheckedHsExpr is of type IO [ () ],
1075                 -- a list of the bound values, coerced to ().
1076
1077 tcRnStmt hsc_env ictxt rdr_stmt
1078   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1079     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1080
1081     -- Rename; use CmdLineMode because tcRnStmt is only used interactively
1082     (([rn_stmt], _), fvs) <- rnStmts GhciStmt [rdr_stmt] (return ((), emptyFVs)) ;
1083     traceRn (text "tcRnStmt" <+> vcat [ppr rdr_stmt, ppr rn_stmt, ppr fvs]) ;
1084     failIfErrsM ;
1085     rnDump (ppr rn_stmt) ;
1086     
1087     -- The real work is done here
1088     (bound_ids, tc_expr) <- mkPlan rn_stmt ;
1089     zonked_expr <- zonkTopLExpr tc_expr ;
1090     zonked_ids  <- zonkTopBndrs bound_ids ;
1091     
1092         -- None of the Ids should be of unboxed type, because we
1093         -- cast them all to HValues in the end!
1094     mapM_ bad_unboxed (filter (isUnLiftedType . idType) zonked_ids) ;
1095
1096     traceTc "tcs 1" empty ;
1097     let { global_ids = map globaliseAndTidyId zonked_ids } ;
1098         -- Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1099
1100 {- ---------------------------------------------
1101    At one stage I removed any shadowed bindings from the type_env;
1102    they are inaccessible but might, I suppose, cause a space leak if we leave them there.
1103    However, with Template Haskell they aren't necessarily inaccessible.  Consider this
1104    GHCi session
1105          Prelude> let f n = n * 2 :: Int
1106          Prelude> fName <- runQ [| f |]
1107          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1108          14
1109          Prelude> let f n = n * 3 :: Int
1110          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1111    In the last line we use 'fName', which resolves to the *first* 'f'
1112    in scope. If we delete it from the type env, GHCi crashes because
1113    it doesn't expect that.
1114  
1115    Hence this code is commented out
1116
1117 -------------------------------------------------- -}
1118
1119     dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc 
1120         (vcat [text "Bound Ids" <+> pprWithCommas ppr global_ids,
1121                text "Typechecked expr" <+> ppr zonked_expr]) ;
1122
1123     return (global_ids, zonked_expr)
1124     }
1125   where
1126     bad_unboxed id = addErr (sep [ptext (sLit "GHCi can't bind a variable of unlifted type:"),
1127                                   nest 2 (ppr id <+> dcolon <+> ppr (idType id))])
1128 \end{code}
1129
1130 Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1131 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1132 The Ids bound by previous Stmts in Template Haskell are currently
1133         a) GlobalIds
1134         b) with an Internal Name (not External)
1135         c) and a tidied type
1136
1137  (a) They must be GlobalIds (not LocalIds) otherwise when we come to
1138      compile an expression using these ids later, the byte code
1139      generator will consider the occurrences to be free rather than
1140      global.
1141
1142  (b) They retain their Internal names becuase we don't have a suitable
1143      Module to name them with.  We could revisit this choice.
1144
1145  (c) Their types are tidied.  This is important, because :info may ask
1146      to look at them, and :info expects the things it looks up to have
1147      tidy types
1148         
1149
1150 --------------------------------------------------------------------------
1151                 Typechecking Stmts in GHCi
1152
1153 Here is the grand plan, implemented in tcUserStmt
1154
1155         What you type                   The IO [HValue] that hscStmt returns
1156         -------------                   ------------------------------------
1157         let pat = expr          ==>     let pat = expr in return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1158                                         bindings: [x,y,...]
1159
1160         pat <- expr             ==>     expr >>= \ pat -> return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1161                                         bindings: [x,y,...]
1162
1163         expr (of IO type)       ==>     expr >>= \ it -> return [coerce HVal it]
1164           [NB: result not printed]      bindings: [it]
1165           
1166         expr (of non-IO type,   ==>     let it = expr in print it >> return [coerce HVal it]
1167           result showable)              bindings: [it]
1168
1169         expr (of non-IO type, 
1170           result not showable)  ==>     error
1171
1172
1173 \begin{code}
1174 ---------------------------
1175 type PlanResult = ([Id], LHsExpr Id)
1176 type Plan = TcM PlanResult
1177
1178 runPlans :: [Plan] -> TcM PlanResult
1179 -- Try the plans in order.  If one fails (by raising an exn), try the next.
1180 -- If one succeeds, take it.
1181 runPlans []     = panic "runPlans"
1182 runPlans [p]    = p
1183 runPlans (p:ps) = tryTcLIE_ (runPlans ps) p
1184
1185 --------------------
1186 mkPlan :: LStmt Name -> TcM PlanResult
1187 mkPlan (L loc (ExprStmt expr _ _))      -- An expression typed at the prompt 
1188   = do  { uniq <- newUnique             -- is treated very specially
1189         ; let fresh_it  = itName uniq
1190               the_bind  = L loc $ mkFunBind (L loc fresh_it) matches
1191               matches   = [mkMatch [] expr emptyLocalBinds]
1192               let_stmt  = L loc $ LetStmt (HsValBinds (ValBindsOut [(NonRecursive,unitBag the_bind)] []))
1193               bind_stmt = L loc $ BindStmt (nlVarPat fresh_it) expr
1194                                            (HsVar bindIOName) noSyntaxExpr 
1195               print_it  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar fresh_it))
1196                                            (HsVar thenIOName) placeHolderType
1197
1198         -- The plans are:
1199         --      [it <- e; print it]     but not if it::()
1200         --      [it <- e]               
1201         --      [let it = e; print it]  
1202         ; runPlans [    -- Plan A
1203                     do { stuff@([it_id], _) <- tcGhciStmts [bind_stmt, print_it]
1204                        ; it_ty <- zonkTcType (idType it_id)
1205                        ; when (isUnitTy it_ty) failM
1206                        ; return stuff },
1207
1208                         -- Plan B; a naked bind statment
1209                     tcGhciStmts [bind_stmt],    
1210
1211                         -- Plan C; check that the let-binding is typeable all by itself.
1212                         -- If not, fail; if so, try to print it.
1213                         -- The two-step process avoids getting two errors: one from
1214                         -- the expression itself, and one from the 'print it' part
1215                         -- This two-step story is very clunky, alas
1216                     do { _ <- checkNoErrs (tcGhciStmts [let_stmt]) 
1217                                 --- checkNoErrs defeats the error recovery of let-bindings
1218                        ; tcGhciStmts [let_stmt, print_it] }
1219           ]}
1220
1221 mkPlan stmt@(L loc (BindStmt {}))
1222   | [v] <- collectLStmtBinders stmt             -- One binder, for a bind stmt 
1223   = do  { let print_v  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar v))
1224                                            (HsVar thenIOName) placeHolderType
1225
1226         ; print_bind_result <- doptM Opt_PrintBindResult
1227         ; let print_plan = do
1228                   { stuff@([v_id], _) <- tcGhciStmts [stmt, print_v]
1229                   ; v_ty <- zonkTcType (idType v_id)
1230                   ; when (isUnitTy v_ty || not (isTauTy v_ty)) failM
1231                   ; return stuff }
1232
1233         -- The plans are:
1234         --      [stmt; print v]         but not if v::()
1235         --      [stmt]
1236         ; runPlans ((if print_bind_result then [print_plan] else []) ++
1237                     [tcGhciStmts [stmt]])
1238         }
1239
1240 mkPlan stmt
1241   = tcGhciStmts [stmt]
1242
1243 ---------------------------
1244 tcGhciStmts :: [LStmt Name] -> TcM PlanResult
1245 tcGhciStmts stmts
1246  = do { ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName ;
1247         ret_id  <- tcLookupId returnIOName ;            -- return @ IO
1248         let {
1249             ret_ty    = mkListTy unitTy ;
1250             io_ret_ty = mkTyConApp ioTyCon [ret_ty] ;
1251             tc_io_stmts stmts = tcStmts GhciStmt tcDoStmt stmts io_ret_ty ;
1252
1253             names = collectLStmtsBinders stmts ;
1254
1255                 -- mk_return builds the expression
1256                 --      returnIO @ [()] [coerce () x, ..,  coerce () z]
1257                 --
1258                 -- Despite the inconvenience of building the type applications etc,
1259                 -- this *has* to be done in type-annotated post-typecheck form
1260                 -- because we are going to return a list of *polymorphic* values
1261                 -- coerced to type (). If we built a *source* stmt
1262                 --      return [coerce x, ..., coerce z]
1263                 -- then the type checker would instantiate x..z, and we wouldn't
1264                 -- get their *polymorphic* values.  (And we'd get ambiguity errs
1265                 -- if they were overloaded, since they aren't applied to anything.)
1266             mk_return ids = nlHsApp (nlHsTyApp ret_id [ret_ty]) 
1267                                     (noLoc $ ExplicitList unitTy (map mk_item ids)) ;
1268             mk_item id = nlHsApp (nlHsTyApp unsafeCoerceId [idType id, unitTy])
1269                                  (nlHsVar id) 
1270          } ;
1271
1272         -- OK, we're ready to typecheck the stmts
1273         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: tc stmts" empty ;
1274         ((tc_stmts, ids), lie) <- getConstraints $ tc_io_stmts stmts $ \ _ ->
1275                                            mapM tcLookupId names ;
1276                                         -- Look up the names right in the middle,
1277                                         -- where they will all be in scope
1278
1279         -- Simplify the context
1280         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: simplify ctxt" empty ;
1281         const_binds <- checkNoErrs (simplifyInteractive lie) ;
1282                 -- checkNoErrs ensures that the plan fails if context redn fails
1283
1284         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: done" empty ;
1285         return (ids, mkHsDictLet (EvBinds const_binds) $
1286                      noLoc (HsDo GhciStmt tc_stmts (mk_return ids) io_ret_ty))
1287     }
1288 \end{code}
1289
1290
1291 tcRnExpr just finds the type of an expression
1292
1293 \begin{code}
1294 tcRnExpr :: HscEnv
1295          -> InteractiveContext
1296          -> LHsExpr RdrName
1297          -> IO (Messages, Maybe Type)
1298 tcRnExpr hsc_env ictxt rdr_expr
1299   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1300     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1301
1302     (rn_expr, _fvs) <- rnLExpr rdr_expr ;
1303     failIfErrsM ;
1304
1305         -- Now typecheck the expression; 
1306         -- it might have a rank-2 type (e.g. :t runST)
1307     ((_tc_expr, res_ty), lie)   <- getConstraints (tcInferRho rn_expr) ;
1308     ((qtvs, dicts, _), lie_top) <- getConstraints (simplifyInfer False {- No MR for now -}
1309                                                       (tyVarsOfType res_ty) lie)  ;
1310     _ <- simplifyInteractive lie_top ;       -- Ignore the dicionary bindings
1311
1312     let { all_expr_ty = mkForAllTys qtvs (mkPiTypes dicts res_ty) } ;
1313     zonkTcType all_expr_ty
1314     }
1315 \end{code}
1316
1317 tcRnType just finds the kind of a type
1318
1319 \begin{code}
1320 tcRnType :: HscEnv
1321          -> InteractiveContext
1322          -> LHsType RdrName
1323          -> IO (Messages, Maybe Kind)
1324 tcRnType hsc_env ictxt rdr_type
1325   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1326     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1327
1328     rn_type <- rnLHsType doc rdr_type ;
1329     failIfErrsM ;
1330
1331         -- Now kind-check the type
1332     (_ty', kind) <- kcLHsType rn_type ;
1333     return kind
1334     }
1335   where
1336     doc = ptext (sLit "In GHCi input")
1337
1338 #endif /* GHCi */
1339 \end{code}
1340
1341
1342 %************************************************************************
1343 %*                                                                      *
1344         More GHCi stuff, to do with browsing and getting info
1345 %*                                                                      *
1346 %************************************************************************
1347
1348 \begin{code}
1349 #ifdef GHCI
1350 -- | ASSUMES that the module is either in the 'HomePackageTable' or is
1351 -- a package module with an interface on disk.  If neither of these is
1352 -- true, then the result will be an error indicating the interface
1353 -- could not be found.
1354 getModuleExports :: HscEnv -> Module -> IO (Messages, Maybe [AvailInfo])
1355 getModuleExports hsc_env mod
1356   = let
1357       ic        = hsc_IC hsc_env
1358       checkMods = ic_toplev_scope ic ++ map fst (ic_exports ic)
1359     in
1360     initTc hsc_env HsSrcFile False iNTERACTIVE (tcGetModuleExports mod checkMods)
1361
1362 -- Get the export avail info and also load all orphan and family-instance
1363 -- modules.  Finally, check that the family instances of all modules in the
1364 -- interactive context are consistent (these modules are in the second
1365 -- argument).
1366 tcGetModuleExports :: Module -> [Module] -> TcM [AvailInfo]
1367 tcGetModuleExports mod directlyImpMods
1368   = do { let doc = ptext (sLit "context for compiling statements")
1369        ; iface <- initIfaceTcRn $ loadSysInterface doc mod
1370
1371                 -- Load any orphan-module and family instance-module
1372                 -- interfaces, so their instances are visible.
1373        ; loadOrphanModules (dep_orphs (mi_deps iface)) False 
1374        ; loadOrphanModules (dep_finsts (mi_deps iface)) True
1375
1376                 -- Check that the family instances of all directly loaded
1377                 -- modules are consistent.
1378        ; checkFamInstConsistency (dep_finsts (mi_deps iface)) directlyImpMods
1379
1380        ; ifaceExportNames (mi_exports iface)
1381        }
1382
1383 tcRnLookupRdrName :: HscEnv -> RdrName -> IO (Messages, Maybe [Name])
1384 tcRnLookupRdrName hsc_env rdr_name 
1385   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1386     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $ 
1387     lookup_rdr_name rdr_name
1388
1389 lookup_rdr_name :: RdrName -> TcM [Name]
1390 lookup_rdr_name rdr_name = do {
1391         -- If the identifier is a constructor (begins with an
1392         -- upper-case letter), then we need to consider both
1393         -- constructor and type class identifiers.
1394     let { rdr_names = dataTcOccs rdr_name } ;
1395
1396         -- results :: [Either Messages Name]
1397     results <- mapM (tryTcErrs . lookupOccRn) rdr_names ;
1398
1399     traceRn (text "xx" <+> vcat [ppr rdr_names, ppr (map snd results)]);
1400         -- The successful lookups will be (Just name)
1401     let { (warns_s, good_names) = unzip [ (msgs, name) 
1402                                         | (msgs, Just name) <- results] ;
1403           errs_s = [msgs | (msgs, Nothing) <- results] } ;
1404
1405         -- Fail if nothing good happened, else add warnings
1406     if null good_names then
1407                 -- No lookup succeeded, so
1408                 -- pick the first error message and report it
1409                 -- ToDo: If one of the errors is "could be Foo.X or Baz.X",
1410                 --       while the other is "X is not in scope", 
1411                 --       we definitely want the former; but we might pick the latter
1412         do { addMessages (head errs_s) ; failM }
1413       else                      -- Add deprecation warnings
1414         mapM_ addMessages warns_s ;
1415     
1416     return good_names
1417  }
1418 #endif
1419
1420 tcRnLookupName :: HscEnv -> Name -> IO (Messages, Maybe TyThing)
1421 tcRnLookupName hsc_env name
1422   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1423     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $
1424     tcRnLookupName' name
1425
1426 -- To look up a name we have to look in the local environment (tcl_lcl)
1427 -- as well as the global environment, which is what tcLookup does. 
1428 -- But we also want a TyThing, so we have to convert:
1429
1430 tcRnLookupName' :: Name -> TcRn TyThing
1431 tcRnLookupName' name = do
1432    tcthing <- tcLookup name
1433    case tcthing of
1434      AGlobal thing    -> return thing
1435      ATcId{tct_id=id} -> return (AnId id)
1436      _ -> panic "tcRnLookupName'"
1437
1438 tcRnGetInfo :: HscEnv
1439             -> Name
1440             -> IO (Messages, Maybe (TyThing, Fixity, [Instance]))
1441
1442 -- Used to implement :info in GHCi
1443 --
1444 -- Look up a RdrName and return all the TyThings it might be
1445 -- A capitalised RdrName is given to us in the DataName namespace,
1446 -- but we want to treat it as *both* a data constructor 
1447 --  *and* as a type or class constructor; 
1448 -- hence the call to dataTcOccs, and we return up to two results
1449 tcRnGetInfo hsc_env name
1450   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $
1451     tcRnGetInfo' hsc_env name
1452
1453 tcRnGetInfo' :: HscEnv
1454              -> Name
1455              -> TcRn (TyThing, Fixity, [Instance])
1456 tcRnGetInfo' hsc_env name
1457   = let ictxt = hsc_IC hsc_env in
1458     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do
1459
1460         -- Load the interface for all unqualified types and classes
1461         -- That way we will find all the instance declarations
1462         -- (Packages have not orphan modules, and we assume that
1463         --  in the home package all relevant modules are loaded.)
1464     loadUnqualIfaces ictxt
1465
1466     thing  <- tcRnLookupName' name
1467     fixity <- lookupFixityRn name
1468     ispecs <- lookupInsts thing
1469     return (thing, fixity, ispecs)
1470
1471 lookupInsts :: TyThing -> TcM [Instance]
1472 lookupInsts (AClass cls)
1473   = do  { inst_envs <- tcGetInstEnvs
1474         ; return (classInstances inst_envs cls) }
1475
1476 lookupInsts (ATyCon tc)
1477   = do  { (pkg_ie, home_ie) <- tcGetInstEnvs
1478                 -- Load all instances for all classes that are
1479                 -- in the type environment (which are all the ones
1480                 -- we've seen in any interface file so far)
1481         ; return [ ispec        -- Search all
1482                  | ispec <- instEnvElts home_ie ++ instEnvElts pkg_ie
1483                  , let dfun = instanceDFunId ispec
1484                  , relevant dfun ] } 
1485   where
1486     relevant df = tc_name `elemNameSet` tyClsNamesOfDFunHead (idType df)
1487     tc_name     = tyConName tc            
1488
1489 lookupInsts _ = return []
1490
1491 loadUnqualIfaces :: InteractiveContext -> TcM ()
1492 -- Load the home module for everything that is in scope unqualified
1493 -- This is so that we can accurately report the instances for 
1494 -- something
1495 loadUnqualIfaces ictxt
1496   = initIfaceTcRn $
1497     mapM_ (loadSysInterface doc) (moduleSetElts (mkModuleSet unqual_mods))
1498   where
1499     unqual_mods = [ nameModule name
1500                   | gre <- globalRdrEnvElts (ic_rn_gbl_env ictxt),
1501                     let name = gre_name gre,
1502                     not (isInternalName name),
1503                     isTcOcc (nameOccName name),  -- Types and classes only
1504                     unQualOK gre ]               -- In scope unqualified
1505     doc = ptext (sLit "Need interface for module whose export(s) are in scope unqualified")
1506 \end{code}
1507
1508 %************************************************************************
1509 %*                                                                      *
1510                 Degugging output
1511 %*                                                                      *
1512 %************************************************************************
1513
1514 \begin{code}
1515 rnDump :: SDoc -> TcRn ()
1516 -- Dump, with a banner, if -ddump-rn
1517 rnDump doc = do { dumpOptTcRn Opt_D_dump_rn (mkDumpDoc "Renamer" doc) }
1518
1519 tcDump :: TcGblEnv -> TcRn ()
1520 tcDump env
1521  = do { dflags <- getDOpts ;
1522
1523         -- Dump short output if -ddump-types or -ddump-tc
1524         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1525              (dumpTcRn short_dump) ;
1526
1527         -- Dump bindings if -ddump-tc
1528         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump)
1529    }
1530   where
1531     short_dump = pprTcGblEnv env
1532     full_dump  = pprLHsBinds (tcg_binds env)
1533         -- NB: foreign x-d's have undefined's in their types; 
1534         --     hence can't show the tc_fords
1535
1536 tcCoreDump :: ModGuts -> TcM ()
1537 tcCoreDump mod_guts
1538  = do { dflags <- getDOpts ;
1539         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1540              (dumpTcRn (pprModGuts mod_guts)) ;
1541
1542         -- Dump bindings if -ddump-tc
1543         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump) }
1544   where
1545     full_dump = pprCoreBindings (mg_binds mod_guts)
1546
1547 -- It's unpleasant having both pprModGuts and pprModDetails here
1548 pprTcGblEnv :: TcGblEnv -> SDoc
1549 pprTcGblEnv (TcGblEnv { tcg_type_env  = type_env, 
1550                         tcg_insts     = insts, 
1551                         tcg_fam_insts = fam_insts, 
1552                         tcg_rules     = rules,
1553                         tcg_imports   = imports })
1554   = vcat [ ppr_types insts type_env
1555          , ppr_tycons fam_insts type_env
1556          , ppr_insts insts
1557          , ppr_fam_insts fam_insts
1558          , vcat (map ppr rules)
1559          , ppr_gen_tycons (typeEnvTyCons type_env)
1560          , ptext (sLit "Dependent modules:") <+> 
1561                 ppr (sortBy cmp_mp $ eltsUFM (imp_dep_mods imports))
1562          , ptext (sLit "Dependent packages:") <+> 
1563                 ppr (sortBy stablePackageIdCmp $ imp_dep_pkgs imports)]
1564   where         -- The two uses of sortBy are just to reduce unnecessary
1565                 -- wobbling in testsuite output
1566     cmp_mp (mod_name1, is_boot1) (mod_name2, is_boot2)
1567         = (mod_name1 `stableModuleNameCmp` mod_name2)
1568                   `thenCmp`     
1569           (is_boot1 `compare` is_boot2)
1570
1571 pprModGuts :: ModGuts -> SDoc
1572 pprModGuts (ModGuts { mg_types = type_env,
1573                       mg_rules = rules })
1574   = vcat [ ppr_types [] type_env,
1575            ppr_rules rules ]
1576
1577 ppr_types :: [Instance] -> TypeEnv -> SDoc
1578 ppr_types insts type_env
1579   = text "TYPE SIGNATURES" $$ nest 4 (ppr_sigs ids)
1580   where
1581     dfun_ids = map instanceDFunId insts
1582     ids = [id | id <- typeEnvIds type_env, want_sig id]
1583     want_sig id | opt_PprStyle_Debug = True
1584                 | otherwise          = isLocalId id && 
1585                                        isExternalName (idName id) && 
1586                                        not (id `elem` dfun_ids)
1587         -- isLocalId ignores data constructors, records selectors etc.
1588         -- The isExternalName ignores local dictionary and method bindings
1589         -- that the type checker has invented.  Top-level user-defined things 
1590         -- have External names.
1591
1592 ppr_tycons :: [FamInst] -> TypeEnv -> SDoc
1593 ppr_tycons fam_insts type_env
1594   = text "TYPE CONSTRUCTORS" $$ nest 4 (ppr_tydecls tycons)
1595   where
1596     fi_tycons = map famInstTyCon fam_insts
1597     tycons = [tycon | tycon <- typeEnvTyCons type_env, want_tycon tycon]
1598     want_tycon tycon | opt_PprStyle_Debug = True
1599                      | otherwise          = not (isImplicitTyCon tycon) &&
1600                                             isExternalName (tyConName tycon) &&
1601                                             not (tycon `elem` fi_tycons)
1602
1603 ppr_insts :: [Instance] -> SDoc
1604 ppr_insts []     = empty
1605 ppr_insts ispecs = text "INSTANCES" $$ nest 2 (pprInstances ispecs)
1606
1607 ppr_fam_insts :: [FamInst] -> SDoc
1608 ppr_fam_insts []        = empty
1609 ppr_fam_insts fam_insts = 
1610   text "FAMILY INSTANCES" $$ nest 2 (pprFamInsts fam_insts)
1611
1612 ppr_sigs :: [Var] -> SDoc
1613 ppr_sigs ids
1614         -- Print type signatures; sort by OccName 
1615   = vcat (map ppr_sig (sortLe le_sig ids))
1616   where
1617     le_sig id1 id2 = getOccName id1 <= getOccName id2
1618     ppr_sig id = ppr id <+> dcolon <+> ppr (tidyTopType (idType id))
1619
1620 ppr_tydecls :: [TyCon] -> SDoc
1621 ppr_tydecls tycons
1622         -- Print type constructor info; sort by OccName 
1623   = vcat (map ppr_tycon (sortLe le_sig tycons))
1624   where
1625     le_sig tycon1 tycon2 = getOccName tycon1 <= getOccName tycon2
1626     ppr_tycon tycon 
1627       | isCoercionTyCon tycon 
1628       = sep [ptext (sLit "coercion") <+> ppr tycon <+> ppr tvs
1629             , nest 2 (dcolon <+> pprEqPred (coercionKind (mkTyConApp tycon (mkTyVarTys tvs))))]
1630       | otherwise             = ppr (tyThingToIfaceDecl (ATyCon tycon))
1631       where
1632         tvs = take (tyConArity tycon) alphaTyVars
1633
1634 ppr_rules :: [CoreRule] -> SDoc
1635 ppr_rules [] = empty
1636 ppr_rules rs = vcat [ptext (sLit "{-# RULES"),
1637                       nest 2 (pprRules rs),
1638                       ptext (sLit "#-}")]
1639
1640 ppr_gen_tycons :: [TyCon] -> SDoc
1641 ppr_gen_tycons []  = empty
1642 ppr_gen_tycons tcs = vcat [ptext (sLit "Tycons with generics:"),
1643                            nest 2 (fsep (map ppr (filter tyConHasGenerics tcs)))]
1644 \end{code}