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 TysPrim
69 import SrcLoc
70 import HscTypes
71 import ListSetOps
72 import Outputable
73 import DataCon
74 import Type
75 import Class
76 import TcType   ( orphNamesOfDFunHead )
77 import Inst     ( tcGetInstEnvs )
78 import Data.List ( sortBy )
79
80 #ifdef GHCI
81 import TcType   ( isUnitTy, isTauTy )
82 import CoreUtils( mkPiTypes )
83 import TcHsType
84 import TcMatches
85 import RnTypes
86 import RnExpr
87 import IfaceEnv
88 import MkId
89 import BasicTypes
90 import TidyPgm    ( globaliseAndTidyId )
91 import TysWiredIn ( unitTy, mkListTy )
92 #endif
93
94 import FastString
95 import Maybes
96 import Util
97 import Bag
98
99 import Control.Monad
100
101 #include "HsVersions.h"
102 \end{code}
103
104 %************************************************************************
105 %*                                                                      *
106         Typecheck and rename a module
107 %*                                                                      *
108 %************************************************************************
109
110
111 \begin{code}
112 tcRnModule :: HscEnv 
113            -> HscSource
114            -> Bool              -- True <=> save renamed syntax
115            -> Located (HsModule RdrName)
116            -> IO (Messages, Maybe TcGblEnv)
117
118 tcRnModule hsc_env hsc_src save_rn_syntax
119          (L loc (HsModule maybe_mod export_ies 
120                           import_decls local_decls mod_deprec
121                           maybe_doc_hdr))
122  = do { showPass (hsc_dflags hsc_env) "Renamer/typechecker" ;
123
124    let { this_pkg = thisPackage (hsc_dflags hsc_env) ;
125          this_mod = case maybe_mod of
126                         Nothing  -> mAIN        -- 'module M where' is omitted
127                         Just (L _ mod) -> mkModule this_pkg mod } ;
128                                                 -- The normal case
129                 
130    initTc hsc_env hsc_src save_rn_syntax this_mod $ 
131    setSrcSpan loc $
132    do {         -- Deal with imports;
133         tcg_env <- tcRnImports hsc_env this_mod import_decls ;
134         setGblEnv tcg_env               $ do {
135
136                 -- Load the hi-boot interface for this module, if any
137                 -- We do this now so that the boot_names can be passed
138                 -- to tcTyAndClassDecls, because the boot_names are 
139                 -- automatically considered to be loop breakers
140                 --
141                 -- Do this *after* tcRnImports, so that we know whether
142                 -- a module that we import imports us; and hence whether to
143                 -- look for a hi-boot file
144         boot_iface <- tcHiBootIface hsc_src this_mod ;
145
146                 -- Rename and type check the declarations
147         traceRn (text "rn1a") ;
148         tcg_env <- if isHsBoot hsc_src then
149                         tcRnHsBootDecls local_decls
150                    else 
151                         tcRnSrcDecls boot_iface local_decls ;
152         setGblEnv tcg_env               $ do {
153
154                 -- Report the use of any deprecated things
155                 -- We do this *before* processsing the export list so
156                 -- that we don't bleat about re-exporting a deprecated
157                 -- thing (especially via 'module Foo' export item)
158                 -- That is, only uses in the *body* of the module are complained about
159         traceRn (text "rn3") ;
160         failIfErrsM ;   -- finishWarnings crashes sometimes 
161                         -- as a result of typechecker repairs (e.g. unboundNames)
162         tcg_env <- finishWarnings (hsc_dflags hsc_env) mod_deprec tcg_env ;
163
164                 -- Process the export list
165         traceRn (text "rn4a: before exports");
166         tcg_env <- rnExports (isJust maybe_mod) export_ies tcg_env ;
167         traceRn (text "rn4b: after exportss") ;
168
169                 -- Check that main is exported (must be after rnExports)
170         checkMainExported tcg_env ;
171
172         -- Compare the hi-boot iface (if any) with the real thing
173         -- Must be done after processing the exports
174         tcg_env <- checkHiBootIface tcg_env boot_iface ;
175
176         -- The new type env is already available to stuff slurped from 
177         -- interface files, via TcEnv.updateGlobalTypeEnv
178         -- It's important that this includes the stuff in checkHiBootIface, 
179         -- because the latter might add new bindings for boot_dfuns, 
180         -- which may be mentioned in imported unfoldings
181
182                 -- Don't need to rename the Haddock documentation,
183                 -- it's not parsed by GHC anymore.
184         tcg_env <- return (tcg_env { tcg_doc_hdr = maybe_doc_hdr }) ;
185
186                 -- Report unused names
187         reportUnusedNames export_ies tcg_env ;
188
189                 -- Dump output and return
190         tcDump tcg_env ;
191         return tcg_env
192     }}}}
193 \end{code}
194
195
196 %************************************************************************
197 %*                                                                      *
198                 Import declarations
199 %*                                                                      *
200 %************************************************************************
201
202 \begin{code}
203 tcRnImports :: HscEnv -> Module -> [LImportDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
204 tcRnImports hsc_env this_mod import_decls
205   = do  { (rn_imports, rdr_env, imports,hpc_info) <- rnImports import_decls ;
206
207         ; let { dep_mods :: ModuleNameEnv (ModuleName, IsBootInterface)
208               ; dep_mods = imp_dep_mods imports
209
210                 -- We want instance declarations from all home-package
211                 -- modules below this one, including boot modules, except
212                 -- ourselves.  The 'except ourselves' is so that we don't
213                 -- get the instances from this module's hs-boot file
214               ; want_instances :: ModuleName -> Bool
215               ; want_instances mod = mod `elemUFM` dep_mods
216                                    && mod /= moduleName this_mod
217               ; (home_insts, home_fam_insts) = hptInstances hsc_env 
218                                                             want_instances
219               } ;
220
221                 -- Record boot-file info in the EPS, so that it's 
222                 -- visible to loadHiBootInterface in tcRnSrcDecls,
223                 -- and any other incrementally-performed imports
224         ; updateEps_ (\eps -> eps { eps_is_boot = dep_mods }) ;
225
226                 -- Update the gbl env
227         ; updGblEnv ( \ gbl -> 
228             gbl { 
229               tcg_rdr_env      = plusOccEnv (tcg_rdr_env gbl) rdr_env,
230               tcg_imports      = tcg_imports gbl `plusImportAvails` imports,
231               tcg_rn_imports   = rn_imports,
232               tcg_inst_env     = extendInstEnvList (tcg_inst_env gbl) home_insts,
233               tcg_fam_inst_env = extendFamInstEnvList (tcg_fam_inst_env gbl) 
234                                                       home_fam_insts,
235               tcg_hpc          = hpc_info
236             }) $ do {
237
238         ; traceRn (text "rn1" <+> ppr (imp_dep_mods imports))
239                 -- Fail if there are any errors so far
240                 -- The error printing (if needed) takes advantage 
241                 -- of the tcg_env we have now set
242 --      ; traceIf (text "rdr_env: " <+> ppr rdr_env)
243         ; failIfErrsM
244
245                 -- Load any orphan-module and family instance-module
246                 -- interfaces, so that their rules and instance decls will be
247                 -- found.
248         ; loadOrphanModules (imp_orphs  imports) False
249         ; loadOrphanModules (imp_finsts imports) True 
250
251                 -- Check type-familily consistency
252         ; traceRn (text "rn1: checking family instance consistency")
253         ; let { dir_imp_mods = moduleEnvKeys
254                              . imp_mods 
255                              $ imports }
256         ; checkFamInstConsistency (imp_finsts imports) dir_imp_mods ;
257
258         ; getGblEnv } }
259 \end{code}
260
261
262 %************************************************************************
263 %*                                                                      *
264         Type-checking external-core modules
265 %*                                                                      *
266 %************************************************************************
267
268 \begin{code}
269 tcRnExtCore :: HscEnv 
270             -> HsExtCore RdrName
271             -> IO (Messages, Maybe ModGuts)
272         -- Nothing => some error occurred 
273
274 tcRnExtCore hsc_env (HsExtCore this_mod decls src_binds)
275         -- The decls are IfaceDecls; all names are original names
276  = do { showPass (hsc_dflags hsc_env) "Renamer/typechecker" ;
277
278    initTc hsc_env ExtCoreFile False this_mod $ do {
279
280    let { ldecls  = map noLoc decls } ;
281
282        -- bring the type and class decls into scope
283        -- ToDo: check that this doesn't need to extract the val binds.
284        --       It seems that only the type and class decls need to be in scope below because
285        --          (a) tcTyAndClassDecls doesn't need the val binds, and 
286        --          (b) tcExtCoreBindings doesn't need anything
287        --              (in fact, it might not even need to be in the scope of
288        --               this tcg_env at all)
289    avails  <- getLocalNonValBinders (mkFakeGroup ldecls) ;
290    tc_envs <- extendGlobalRdrEnvRn avails emptyFsEnv {- no fixity decls -} ;
291
292    setEnvs tc_envs $ do {
293
294    (rn_decls, _fvs) <- checkNoErrs $ rnTyClDecls [ldecls] ;
295
296         -- Dump trace of renaming part
297    rnDump (ppr rn_decls) ;
298
299         -- Typecheck them all together so that
300         -- any mutually recursive types are done right
301         -- Just discard the auxiliary bindings; they are generated 
302         -- only for Haskell source code, and should already be in Core
303    (tcg_env, _aux_binds, _dm_ids, _) <- tcTyAndClassDecls emptyModDetails rn_decls ;
304
305    setGblEnv tcg_env $ do {
306         -- Make the new type env available to stuff slurped from interface files
307    
308         -- Now the core bindings
309    core_binds <- initIfaceExtCore (tcExtCoreBindings src_binds) ;
310
311         -- Wrap up
312    let {
313         bndrs      = bindersOfBinds core_binds ;
314         my_exports = map (Avail . idName) bndrs ;
315                 -- ToDo: export the data types also?
316
317         final_type_env = 
318              extendTypeEnvWithIds (tcg_type_env tcg_env) bndrs ;
319
320         mod_guts = ModGuts {    mg_module    = this_mod,
321                                 mg_boot      = False,
322                                 mg_used_names = emptyNameSet, -- ToDo: compute usage
323                                 mg_dir_imps  = emptyModuleEnv, -- ??
324                                 mg_deps      = noDependencies,  -- ??
325                                 mg_exports   = my_exports,
326                                 mg_types     = final_type_env,
327                                 mg_insts     = tcg_insts tcg_env,
328                                 mg_fam_insts = tcg_fam_insts tcg_env,
329                                 mg_inst_env  = tcg_inst_env tcg_env,
330                                 mg_fam_inst_env = tcg_fam_inst_env tcg_env,
331                                 mg_rules     = [],
332                                 mg_vect_decls = [],
333                                 mg_anns      = [],
334                                 mg_binds     = core_binds,
335
336                                 -- Stubs
337                                 mg_rdr_env   = emptyGlobalRdrEnv,
338                                 mg_fix_env   = emptyFixityEnv,
339                                 mg_warns     = NoWarnings,
340                                 mg_foreign   = NoStubs,
341                                 mg_hpc_info  = emptyHpcInfo False,
342                                 mg_modBreaks = emptyModBreaks,
343                                 mg_vect_info = noVectInfo
344                     } } ;
345
346    tcCoreDump mod_guts ;
347
348    return mod_guts
349    }}}}
350
351 mkFakeGroup :: [LTyClDecl a] -> HsGroup a
352 mkFakeGroup decls -- Rather clumsy; lots of unused fields
353   = emptyRdrGroup { hs_tyclds = [decls] }
354 \end{code}
355
356
357 %************************************************************************
358 %*                                                                      *
359         Type-checking the top level of a module
360 %*                                                                      *
361 %************************************************************************
362
363 \begin{code}
364 tcRnSrcDecls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
365         -- Returns the variables free in the decls
366         -- Reason: solely to report unused imports and bindings
367 tcRnSrcDecls boot_iface decls
368  = do {         -- Do all the declarations
369         (tc_envs, lie) <- captureConstraints $ tc_rn_src_decls boot_iface decls ;
370       ; traceTc "Tc8" empty ;
371       ; setEnvs tc_envs $ 
372    do { 
373
374              --         Finish simplifying class constraints
375              -- 
376              -- simplifyTop deals with constant or ambiguous InstIds.  
377              -- How could there be ambiguous ones?  They can only arise if a
378              -- top-level decl falls under the monomorphism restriction
379              -- and no subsequent decl instantiates its type.
380              --
381              -- We do this after checkMain, so that we use the type info 
382              -- thaat checkMain adds
383              -- 
384              -- We do it with both global and local env in scope:
385              --  * the global env exposes the instances to simplifyTop
386              --  * the local env exposes the local Ids to simplifyTop, 
387              --    so that we get better error messages (monomorphism restriction)
388         new_ev_binds <- simplifyTop lie ;
389         traceTc "Tc9" empty ;
390
391         failIfErrsM ;   -- Don't zonk if there have been errors
392                         -- It's a waste of time; and we may get debug warnings
393                         -- about strangely-typed TyCons!
394
395         -- Zonk the final code.  This must be done last.
396         -- Even simplifyTop may do some unification.
397         -- This pass also warns about missing type signatures
398         let { (tcg_env, _) = tc_envs
399             ; TcGblEnv { tcg_type_env  = type_env,
400                          tcg_binds     = binds,
401                          tcg_sigs      = sig_ns,
402                          tcg_ev_binds  = cur_ev_binds,
403                          tcg_imp_specs = imp_specs,
404                          tcg_rules     = rules,
405                          tcg_vects     = vects,
406                          tcg_fords     = fords } = tcg_env
407             ; all_ev_binds = cur_ev_binds `unionBags` new_ev_binds } ;
408
409         (bind_ids, ev_binds', binds', fords', imp_specs', rules', vects') 
410             <- zonkTopDecls all_ev_binds binds sig_ns rules vects imp_specs fords ;
411         
412         let { final_type_env = extendTypeEnvWithIds type_env bind_ids
413             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds    = binds',
414                                    tcg_ev_binds = ev_binds',
415                                    tcg_imp_specs = imp_specs',
416                                    tcg_rules    = rules', 
417                                    tcg_vects    = vects', 
418                                    tcg_fords    = fords' } } ;
419
420         setGlobalTypeEnv tcg_env' final_type_env                                   
421    } }
422
423 tc_rn_src_decls :: ModDetails -> [LHsDecl RdrName] -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
424 -- Loops around dealing with each top level inter-splice group 
425 -- in turn, until it's dealt with the entire module
426 tc_rn_src_decls boot_details ds
427  = do { (first_group, group_tail) <- findSplice ds  ;
428                 -- If ds is [] we get ([], Nothing)
429
430         -- Deal with decls up to, but not including, the first splice
431         (tcg_env, rn_decls) <- rnTopSrcDecls first_group ;
432                 -- rnTopSrcDecls fails if there are any errors
433
434         (tcg_env, tcl_env) <- setGblEnv tcg_env $ 
435                               tcTopSrcDecls boot_details rn_decls ;
436
437         -- If there is no splice, we're nearly done
438         setEnvs (tcg_env, tcl_env) $ 
439         case group_tail of {
440            Nothing -> do { tcg_env <- checkMain ;       -- Check for `main'
441                            return (tcg_env, tcl_env) 
442                       } ;
443
444 #ifndef GHCI
445         -- There shouldn't be a splice
446            Just (SpliceDecl {}, _) -> do {
447         failWithTc (text "Can't do a top-level splice; need a bootstrapped compiler")
448 #else
449         -- If there's a splice, we must carry on
450            Just (SpliceDecl splice_expr _, rest_ds) -> do {
451
452         -- Rename the splice expression, and get its supporting decls
453         (rn_splice_expr, splice_fvs) <- checkNoErrs (rnLExpr splice_expr) ;
454                 -- checkNoErrs: don't typecheck if renaming failed
455         rnDump (ppr rn_splice_expr) ;
456
457         -- Execute the splice
458         spliced_decls <- tcSpliceDecls rn_splice_expr ;
459
460         -- Glue them on the front of the remaining decls and loop
461         setGblEnv (tcg_env `addTcgDUs` usesOnly splice_fvs) $
462         tc_rn_src_decls boot_details (spliced_decls ++ rest_ds)
463 #endif /* GHCI */
464     } } }
465 \end{code}
466
467 %************************************************************************
468 %*                                                                      *
469         Compiling hs-boot source files, and
470         comparing the hi-boot interface with the real thing
471 %*                                                                      *
472 %************************************************************************
473
474 \begin{code}
475 tcRnHsBootDecls :: [LHsDecl RdrName] -> TcM TcGblEnv
476 tcRnHsBootDecls decls
477    = do { (first_group, group_tail) <- findSplice decls
478
479                 -- Rename the declarations
480         ; (tcg_env, HsGroup { 
481                    hs_tyclds = tycl_decls, 
482                    hs_instds = inst_decls,
483                    hs_derivds = deriv_decls,
484                    hs_fords  = for_decls,
485                    hs_defds  = def_decls,  
486                    hs_ruleds = rule_decls, 
487                    hs_vects  = vect_decls, 
488                    hs_annds  = _,
489                    hs_valds  = val_binds }) <- rnTopSrcDecls first_group
490         ; (gbl_env, lie) <- captureConstraints $ setGblEnv tcg_env $ do {
491
492
493                 -- Check for illegal declarations
494         ; case group_tail of
495              Just (SpliceDecl d _, _) -> badBootDecl "splice" d
496              Nothing                  -> return ()
497         ; mapM_ (badBootDecl "foreign") for_decls
498         ; mapM_ (badBootDecl "default") def_decls
499         ; mapM_ (badBootDecl "rule")    rule_decls
500         ; mapM_ (badBootDecl "vect")    vect_decls
501
502                 -- Typecheck type/class decls
503         ; traceTc "Tc2" empty
504         ; (tcg_env, aux_binds, dm_ids, _) 
505                <- tcTyAndClassDecls emptyModDetails tycl_decls
506         ; setGblEnv tcg_env    $ 
507           tcExtendIdEnv dm_ids $ do {
508
509                 -- Typecheck instance decls
510                 -- Family instance declarations are rejected here
511         ; traceTc "Tc3" empty
512         ; (tcg_env, inst_infos, _deriv_binds) 
513             <- tcInstDecls1 (concat tycl_decls) inst_decls deriv_decls
514
515         ; setGblEnv tcg_env     $ do {
516
517                 -- Typecheck value declarations
518         ; traceTc "Tc5" empty 
519         ; val_ids <- tcHsBootSigs val_binds
520
521                 -- Wrap up
522                 -- No simplification or zonking to do
523         ; traceTc "Tc7a" empty
524         ; gbl_env <- getGblEnv 
525         
526                 -- Make the final type-env
527                 -- Include the dfun_ids so that their type sigs
528                 -- are written into the interface file. 
529                 -- And similarly the aux_ids from aux_binds
530         ; let { type_env0 = tcg_type_env gbl_env
531               ; type_env1 = extendTypeEnvWithIds type_env0 val_ids
532               ; type_env2 = extendTypeEnvWithIds type_env1 dfun_ids 
533               ; type_env3 = extendTypeEnvWithIds type_env2 aux_ids 
534               ; dfun_ids = map iDFunId inst_infos
535               ; aux_ids  = case aux_binds of
536                              ValBindsOut _ sigs -> [id | L _ (IdSig id) <- sigs]
537                              _                  -> panic "tcRnHsBoodDecls"
538               }
539
540         ; setGlobalTypeEnv gbl_env type_env3
541    }}}
542    ; traceTc "boot" (ppr lie); return gbl_env }
543
544 badBootDecl :: String -> Located decl -> TcM ()
545 badBootDecl what (L loc _) 
546   = addErrAt loc (char 'A' <+> text what 
547       <+> ptext (sLit "declaration is not (currently) allowed in a hs-boot file"))
548 \end{code}
549
550 Once we've typechecked the body of the module, we want to compare what
551 we've found (gathered in a TypeEnv) with the hi-boot details (if any).
552
553 \begin{code}
554 checkHiBootIface :: TcGblEnv -> ModDetails -> TcM TcGblEnv
555 -- Compare the hi-boot file for this module (if there is one)
556 -- with the type environment we've just come up with
557 -- In the common case where there is no hi-boot file, the list
558 -- of boot_names is empty.
559 --
560 -- The bindings we return give bindings for the dfuns defined in the
561 -- hs-boot file, such as        $fbEqT = $fEqT
562
563 checkHiBootIface
564         tcg_env@(TcGblEnv { tcg_src = hs_src, tcg_binds = binds,
565                             tcg_insts = local_insts, 
566                             tcg_type_env = local_type_env, tcg_exports = local_exports })
567         (ModDetails { md_insts = boot_insts, md_fam_insts = boot_fam_insts,
568                       md_types = boot_type_env, md_exports = boot_exports })
569   | isHsBoot hs_src     -- Current module is already a hs-boot file!
570   = return tcg_env      
571
572   | otherwise
573   = do  { traceTc "checkHiBootIface" $ vcat
574              [ ppr boot_type_env, ppr boot_insts, ppr boot_exports]
575
576                 -- Check the exports of the boot module, one by one
577         ; mapM_ check_export boot_exports
578
579                 -- Check for no family instances
580         ; unless (null boot_fam_insts) $
581             panic ("TcRnDriver.checkHiBootIface: Cannot handle family " ++
582                    "instances in boot files yet...")
583             -- FIXME: Why?  The actual comparison is not hard, but what would
584             --        be the equivalent to the dfun bindings returned for class
585             --        instances?  We can't easily equate tycons...
586
587                 -- Check instance declarations
588         ; mb_dfun_prs <- mapM check_inst boot_insts
589         ; let dfun_prs   = catMaybes mb_dfun_prs
590               boot_dfuns = map fst dfun_prs
591               dfun_binds = listToBag [ mkVarBind boot_dfun (nlHsVar dfun)
592                                      | (boot_dfun, dfun) <- dfun_prs ]
593               type_env'  = extendTypeEnvWithIds local_type_env boot_dfuns
594               tcg_env'   = tcg_env { tcg_binds = binds `unionBags` dfun_binds }
595
596         ; failIfErrsM
597         ; setGlobalTypeEnv tcg_env' type_env' }
598              -- Update the global type env *including* the knot-tied one
599              -- so that if the source module reads in an interface unfolding
600              -- mentioning one of the dfuns from the boot module, then it
601              -- can "see" that boot dfun.   See Trac #4003
602   where
603     check_export boot_avail     -- boot_avail is exported by the boot iface
604       | name `elem` dfun_names = return ()      
605       | isWiredInName name     = return ()      -- No checking for wired-in names.  In particular,
606                                                 -- 'error' is handled by a rather gross hack
607                                                 -- (see comments in GHC.Err.hs-boot)
608
609         -- Check that the actual module exports the same thing
610       | not (null missing_names)
611       = addErrAt (nameSrcSpan (head missing_names)) 
612                  (missingBootThing (head missing_names) "exported by")
613
614         -- If the boot module does not *define* the thing, we are done
615         -- (it simply re-exports it, and names match, so nothing further to do)
616       | isNothing mb_boot_thing = return ()
617
618         -- Check that the actual module also defines the thing, and 
619         -- then compare the definitions
620       | Just real_thing <- lookupTypeEnv local_type_env name,
621         Just boot_thing <- mb_boot_thing
622       = when (not (checkBootDecl boot_thing real_thing))
623             $ addErrAt (nameSrcSpan (getName boot_thing))
624                        (let boot_decl = tyThingToIfaceDecl 
625                                                (fromJust mb_boot_thing)
626                             real_decl = tyThingToIfaceDecl real_thing
627                         in bootMisMatch real_thing boot_decl real_decl)
628
629       | otherwise
630       = addErrTc (missingBootThing name "defined in")
631       where
632         name          = availName boot_avail
633         mb_boot_thing = lookupTypeEnv boot_type_env name
634         missing_names = case lookupNameEnv local_export_env name of
635                           Nothing    -> [name]
636                           Just avail -> availNames boot_avail `minusList` availNames avail
637                  
638     dfun_names = map getName boot_insts
639
640     local_export_env :: NameEnv AvailInfo
641     local_export_env = availsToNameEnv local_exports
642
643     check_inst :: Instance -> TcM (Maybe (Id, Id))
644         -- Returns a pair of the boot dfun in terms of the equivalent real dfun
645     check_inst boot_inst
646         = case [dfun | inst <- local_insts, 
647                        let dfun = instanceDFunId inst,
648                        idType dfun `tcEqType` boot_inst_ty ] of
649             [] -> do { traceTc "check_inst" (vcat [ text "local_insts" <+> vcat (map (ppr . idType . instanceDFunId) local_insts)
650                                                   , text "boot_inst"   <+> ppr boot_inst
651                                                   , text "boot_inst_ty" <+> ppr boot_inst_ty
652                                                   ]) 
653                      ; addErrTc (instMisMatch boot_inst); return Nothing }
654             (dfun:_) -> return (Just (local_boot_dfun, dfun))
655         where
656           boot_dfun = instanceDFunId boot_inst
657           boot_inst_ty = idType boot_dfun
658           local_boot_dfun = Id.mkExportedLocalId (idName boot_dfun) boot_inst_ty
659
660
661 -- This has to compare the TyThing from the .hi-boot file to the TyThing
662 -- in the current source file.  We must be careful to allow alpha-renaming
663 -- where appropriate, and also the boot declaration is allowed to omit
664 -- constructors and class methods.
665 --
666 -- See rnfail055 for a good test of this stuff.
667
668 checkBootDecl :: TyThing -> TyThing -> Bool
669
670 checkBootDecl (AnId id1) (AnId id2)
671   = ASSERT(id1 == id2) 
672     (idType id1 `tcEqType` idType id2)
673
674 checkBootDecl (ATyCon tc1) (ATyCon tc2)
675   = checkBootTyCon tc1 tc2
676
677 checkBootDecl (AClass c1)  (AClass c2)
678   = let 
679        (clas_tyvars1, clas_fds1, sc_theta1, _, ats1, op_stuff1) 
680           = classExtraBigSig c1
681        (clas_tyvars2, clas_fds2, sc_theta2, _, ats2, op_stuff2) 
682           = classExtraBigSig c2
683
684        env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
685        env = rnBndrs2 env0 clas_tyvars1 clas_tyvars2
686
687        eqSig (id1, def_meth1) (id2, def_meth2)
688          = idName id1 == idName id2 &&
689            tcEqTypeX env op_ty1 op_ty2 &&
690            def_meth1 == def_meth2
691          where
692           (_, rho_ty1) = splitForAllTys (idType id1)
693           op_ty1 = funResultTy rho_ty1
694           (_, rho_ty2) = splitForAllTys (idType id2)
695           op_ty2 = funResultTy rho_ty2
696
697        eqFD (as1,bs1) (as2,bs2) = 
698          eqListBy (tcEqTypeX env) (mkTyVarTys as1) (mkTyVarTys as2) &&
699          eqListBy (tcEqTypeX env) (mkTyVarTys bs1) (mkTyVarTys bs2)
700
701        same_kind tv1 tv2 = eqKind (tyVarKind tv1) (tyVarKind tv2)
702     in
703        eqListBy same_kind clas_tyvars1 clas_tyvars2 &&
704              -- Checks kind of class
705        eqListBy eqFD clas_fds1 clas_fds2 &&
706        (null sc_theta1 && null op_stuff1 && null ats1
707         ||   -- Above tests for an "abstract" class
708         eqListBy (tcEqPredX env) sc_theta1 sc_theta2 &&
709         eqListBy eqSig op_stuff1 op_stuff2 &&
710         eqListBy checkBootTyCon ats1 ats2)
711
712 checkBootDecl (ADataCon dc1) (ADataCon _)
713   = pprPanic "checkBootDecl" (ppr dc1)
714
715 checkBootDecl _ _ = False -- probably shouldn't happen
716
717 ----------------
718 checkBootTyCon :: TyCon -> TyCon -> Bool
719 checkBootTyCon tc1 tc2
720   | not (eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2))
721   = False       -- First off, check the kind
722
723   | isSynTyCon tc1 && isSynTyCon tc2
724   = ASSERT(tc1 == tc2)
725     let tvs1 = tyConTyVars tc1; tvs2 = tyConTyVars tc2
726         env = rnBndrs2 env0 tvs1 tvs2
727
728         eqSynRhs SynFamilyTyCon SynFamilyTyCon
729             = True
730         eqSynRhs (SynonymTyCon t1) (SynonymTyCon t2)
731             = tcEqTypeX env t1 t2
732         eqSynRhs _ _ = False
733     in
734     equalLength tvs1 tvs2 &&
735     eqSynRhs (synTyConRhs tc1) (synTyConRhs tc2)
736
737   | isAlgTyCon tc1 && isAlgTyCon tc2
738   = ASSERT(tc1 == tc2)
739     eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
740     eqListBy tcEqPred (tyConStupidTheta tc1) (tyConStupidTheta tc2) &&
741     eqAlgRhs (algTyConRhs tc1) (algTyConRhs tc2)
742
743   | isForeignTyCon tc1 && isForeignTyCon tc2
744   = eqKind (tyConKind tc1) (tyConKind tc2) &&
745     tyConExtName tc1 == tyConExtName tc2
746
747   | otherwise = False
748   where 
749         env0 = mkRnEnv2 emptyInScopeSet
750
751         eqAlgRhs AbstractTyCon _ = True
752         eqAlgRhs DataFamilyTyCon{} DataFamilyTyCon{} = True
753         eqAlgRhs tc1@DataTyCon{} tc2@DataTyCon{} =
754             eqListBy eqCon (data_cons tc1) (data_cons tc2)
755         eqAlgRhs tc1@NewTyCon{} tc2@NewTyCon{} =
756             eqCon (data_con tc1) (data_con tc2)
757         eqAlgRhs _ _ = False
758
759         eqCon c1 c2
760           =  dataConName c1 == dataConName c2
761           && dataConIsInfix c1 == dataConIsInfix c2
762           && dataConStrictMarks c1 == dataConStrictMarks c2
763           && dataConFieldLabels c1 == dataConFieldLabels c2
764           && let tvs1 = dataConUnivTyVars c1 ++ dataConExTyVars c1
765                  tvs2 = dataConUnivTyVars c2 ++ dataConExTyVars c2
766                  env = rnBndrs2 env0 tvs1 tvs2
767              in
768               equalLength tvs1 tvs2 &&              
769               eqListBy (tcEqPredX env)
770                         (dataConEqTheta c1 ++ dataConDictTheta c1)
771                         (dataConEqTheta c2 ++ dataConDictTheta c2) &&
772               eqListBy (tcEqTypeX env)
773                         (dataConOrigArgTys c1)
774                         (dataConOrigArgTys c2)
775
776 ----------------
777 missingBootThing :: Name -> String -> SDoc
778 missingBootThing name what
779   = ppr name <+> ptext (sLit "is exported by the hs-boot file, but not") 
780               <+> text what <+> ptext (sLit "the module")
781
782 bootMisMatch :: TyThing -> IfaceDecl -> IfaceDecl -> SDoc
783 bootMisMatch thing boot_decl real_decl
784   = vcat [ppr thing <+> ptext (sLit "has conflicting definitions in the module and its hs-boot file"),
785           ptext (sLit "Main module:") <+> ppr real_decl,
786           ptext (sLit "Boot file:  ") <+> ppr boot_decl]
787
788 instMisMatch :: Instance -> SDoc
789 instMisMatch inst
790   = hang (ppr inst)
791        2 (ptext (sLit "is defined in the hs-boot file, but not in the module itself"))
792 \end{code}
793
794
795 %************************************************************************
796 %*                                                                      *
797         Type-checking the top level of a module
798 %*                                                                      *
799 %************************************************************************
800
801 tcRnGroup takes a bunch of top-level source-code declarations, and
802  * renames them
803  * gets supporting declarations from interface files
804  * typechecks them
805  * zonks them
806  * and augments the TcGblEnv with the results
807
808 In Template Haskell it may be called repeatedly for each group of
809 declarations.  It expects there to be an incoming TcGblEnv in the
810 monad; it augments it and returns the new TcGblEnv.
811
812 \begin{code}
813 ------------------------------------------------
814 rnTopSrcDecls :: HsGroup RdrName -> TcM (TcGblEnv, HsGroup Name)
815 -- Fails if there are any errors
816 rnTopSrcDecls group
817  = do { -- Rename the source decls
818         traceTc "rn12" empty ;
819         (tcg_env, rn_decls) <- checkNoErrs $ rnSrcDecls group ;
820         traceTc "rn13" empty ;
821
822         -- save the renamed syntax, if we want it
823         let { tcg_env'
824                 | Just grp <- tcg_rn_decls tcg_env
825                   = tcg_env{ tcg_rn_decls = Just (appendGroups grp rn_decls) }
826                 | otherwise
827                    = tcg_env };
828
829                 -- Dump trace of renaming part
830         rnDump (ppr rn_decls) ;
831
832         return (tcg_env', rn_decls)
833    }
834
835 ------------------------------------------------
836 tcTopSrcDecls :: ModDetails -> HsGroup Name -> TcM (TcGblEnv, TcLclEnv)
837 tcTopSrcDecls boot_details
838         (HsGroup { hs_tyclds = tycl_decls, 
839                    hs_instds = inst_decls,
840                    hs_derivds = deriv_decls,
841                    hs_fords  = foreign_decls,
842                    hs_defds  = default_decls,
843                    hs_annds  = annotation_decls,
844                    hs_ruleds = rule_decls,
845                    hs_vects  = vect_decls,
846                    hs_valds  = val_binds })
847  = do {         -- Type-check the type and class decls, and all imported decls
848                 -- The latter come in via tycl_decls
849         traceTc "Tc2" empty ;
850
851         (tcg_env, aux_binds, dm_ids, kc_decls) <- tcTyAndClassDecls boot_details tycl_decls ;
852                 -- If there are any errors, tcTyAndClassDecls fails here
853         
854         setGblEnv tcg_env       $
855         tcExtendIdEnv dm_ids    $ do {
856
857                 -- Source-language instances, including derivings,
858                 -- and import the supporting declarations
859         traceTc "Tc3" empty ;
860         (tcg_env, inst_infos, deriv_binds) 
861             <- tcInstDecls1 (concat tycl_decls) inst_decls deriv_decls;
862         setGblEnv tcg_env       $ do {
863
864                 -- Foreign import declarations next. 
865         traceTc "Tc4" empty ;
866         (fi_ids, fi_decls) <- tcForeignImports foreign_decls ;
867         tcExtendGlobalValEnv fi_ids     $ do {
868
869                 -- Default declarations
870         traceTc "Tc4a" empty ;
871         default_tys <- tcDefaults default_decls ;
872         updGblEnv (\gbl -> gbl { tcg_default = default_tys }) $ do {
873         
874                 -- Now GHC-generated derived bindings, generics, and selectors
875                 -- Do not generate warnings from compiler-generated code;
876                 -- hence the use of discardWarnings
877         (tc_aux_binds,   specs1, tcl_env) <- discardWarnings (tcTopBinds aux_binds) ;
878         (tc_deriv_binds, specs2, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $ 
879                                              discardWarnings (tcTopBinds deriv_binds) ;
880
881                 -- Value declarations next
882         traceTc "Tc5" empty ;
883         (tc_val_binds, specs3, tcl_env) <- setLclTypeEnv tcl_env $
884                                            tcTopBinds val_binds;
885
886         setLclTypeEnv tcl_env $ do {    -- Environment doesn't change now
887
888                 -- Second pass over class and instance declarations, 
889                 -- now using the kind-checked decls
890         traceTc "Tc6" empty ;
891         inst_binds <- tcInstDecls2 kc_decls inst_infos ;
892
893                 -- Foreign exports
894         traceTc "Tc7" empty ;
895         (foe_binds, foe_decls) <- tcForeignExports foreign_decls ;
896
897                 -- Annotations
898         annotations <- tcAnnotations annotation_decls ;
899
900                 -- Rules
901         rules <- tcRules rule_decls ;
902
903                 -- Vectorisation declarations
904         vects <- tcVectDecls vect_decls ;
905
906                 -- Wrap up
907         traceTc "Tc7a" empty ;
908         tcg_env <- getGblEnv ;
909         let { all_binds = tc_val_binds   `unionBags`
910                           tc_deriv_binds `unionBags`
911                           tc_aux_binds   `unionBags`
912                           inst_binds     `unionBags`
913                           foe_binds
914
915             ; sig_names = mkNameSet (collectHsValBinders val_binds) 
916                           `minusNameSet` getTypeSigNames val_binds
917
918                 -- Extend the GblEnv with the (as yet un-zonked) 
919                 -- bindings, rules, foreign decls
920             ; tcg_env' = tcg_env { tcg_binds = tcg_binds tcg_env `unionBags` all_binds
921                                  , tcg_imp_specs = tcg_imp_specs tcg_env ++ specs1 ++ specs2 ++
922                                                    specs3
923                                  , tcg_sigs  = tcg_sigs tcg_env `unionNameSets` sig_names
924                                  , tcg_rules = tcg_rules tcg_env ++ rules
925                                  , tcg_vects = tcg_vects tcg_env ++ vects
926                                  , tcg_anns  = tcg_anns tcg_env ++ annotations
927                                  , tcg_fords = tcg_fords tcg_env ++ foe_decls ++ fi_decls } } ;
928         return (tcg_env', tcl_env)
929     }}}}}}
930 \end{code}
931
932
933 %************************************************************************
934 %*                                                                      *
935         Checking for 'main'
936 %*                                                                      *
937 %************************************************************************
938
939 \begin{code}
940 checkMain :: TcM TcGblEnv
941 -- If we are in module Main, check that 'main' is defined.
942 checkMain 
943   = do { tcg_env   <- getGblEnv ;
944          dflags    <- getDOpts ;
945          check_main dflags tcg_env
946     }
947
948 check_main :: DynFlags -> TcGblEnv -> TcM TcGblEnv
949 check_main dflags tcg_env
950  | mod /= main_mod
951  = traceTc "checkMain not" (ppr main_mod <+> ppr mod) >>
952    return tcg_env
953
954  | otherwise
955  = do   { mb_main <- lookupGlobalOccRn_maybe main_fn
956                 -- Check that 'main' is in scope
957                 -- It might be imported from another module!
958         ; case mb_main of {
959              Nothing -> do { traceTc "checkMain fail" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
960                            ; complain_no_main   
961                            ; return tcg_env } ;
962              Just main_name -> do
963
964         { traceTc "checkMain found" (ppr main_mod <+> ppr main_fn)
965         ; let loc = srcLocSpan (getSrcLoc main_name)
966         ; ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName
967         ; res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
968         ; main_expr
969                 <- addErrCtxt mainCtxt    $
970                    tcMonoExpr (L loc (HsVar main_name)) (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
971
972                 -- See Note [Root-main Id]
973                 -- Construct the binding
974                 --      :Main.main :: IO res_ty = runMainIO res_ty main 
975         ; run_main_id <- tcLookupId runMainIOName
976         ; let { root_main_name =  mkExternalName rootMainKey rOOT_MAIN 
977                                    (mkVarOccFS (fsLit "main")) 
978                                    (getSrcSpan main_name)
979               ; root_main_id = Id.mkExportedLocalId root_main_name 
980                                                     (mkTyConApp ioTyCon [res_ty])
981               ; co  = mkWpTyApps [res_ty]
982               ; rhs = nlHsApp (mkLHsWrap co (nlHsVar run_main_id)) main_expr
983               ; main_bind = mkVarBind root_main_id rhs }
984
985         ; return (tcg_env { tcg_main  = Just main_name,
986                             tcg_binds = tcg_binds tcg_env
987                                         `snocBag` main_bind,
988                             tcg_dus   = tcg_dus tcg_env
989                                         `plusDU` usesOnly (unitFV main_name)
990                         -- Record the use of 'main', so that we don't 
991                         -- complain about it being defined but not used
992                  })
993     }}}
994   where
995     mod          = tcg_mod tcg_env
996     main_mod     = mainModIs dflags
997     main_fn      = getMainFun dflags
998
999     complain_no_main | ghcLink dflags == LinkInMemory = return ()
1000                      | otherwise = failWithTc noMainMsg
1001         -- In interactive mode, don't worry about the absence of 'main'
1002         -- In other modes, fail altogether, so that we don't go on
1003         -- and complain a second time when processing the export list.
1004
1005     mainCtxt  = ptext (sLit "When checking the type of the") <+> pp_main_fn
1006     noMainMsg = ptext (sLit "The") <+> pp_main_fn
1007                 <+> ptext (sLit "is not defined in module") <+> quotes (ppr main_mod)
1008     pp_main_fn = ppMainFn main_fn
1009
1010 ppMainFn :: RdrName -> SDoc
1011 ppMainFn main_fn
1012   | main_fn == main_RDR_Unqual
1013   = ptext (sLit "function") <+> quotes (ppr main_fn)
1014   | otherwise
1015   = ptext (sLit "main function") <+> quotes (ppr main_fn)
1016                
1017 -- | Get the unqualified name of the function to use as the \"main\" for the main module.
1018 -- Either returns the default name or the one configured on the command line with -main-is
1019 getMainFun :: DynFlags -> RdrName
1020 getMainFun dflags = case (mainFunIs dflags) of
1021     Just fn -> mkRdrUnqual (mkVarOccFS (mkFastString fn))
1022     Nothing -> main_RDR_Unqual
1023
1024 checkMainExported :: TcGblEnv -> TcM ()
1025 checkMainExported tcg_env = do
1026   dflags    <- getDOpts
1027   case tcg_main tcg_env of
1028     Nothing -> return () -- not the main module
1029     Just main_name -> do
1030       let main_mod = mainModIs dflags
1031       checkTc (main_name `elem` concatMap availNames (tcg_exports tcg_env)) $
1032               ptext (sLit "The") <+> ppMainFn (nameRdrName main_name) <+>
1033               ptext (sLit "is not exported by module") <+> quotes (ppr main_mod)
1034 \end{code}
1035
1036 Note [Root-main Id]
1037 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1038 The function that the RTS invokes is always :Main.main, which we call
1039 root_main_id.  (Because GHC allows the user to have a module not
1040 called Main as the main module, we can't rely on the main function
1041 being called "Main.main".  That's why root_main_id has a fixed module
1042 ":Main".)  
1043
1044 This is unusual: it's a LocalId whose Name has a Module from another
1045 module.  Tiresomely, we must filter it out again in MkIface, les we
1046 get two defns for 'main' in the interface file!
1047
1048
1049 %*********************************************************
1050 %*                                                       *
1051                 GHCi stuff
1052 %*                                                       *
1053 %*********************************************************
1054
1055 \begin{code}
1056 setInteractiveContext :: HscEnv -> InteractiveContext -> TcRn a -> TcRn a
1057 setInteractiveContext hsc_env icxt thing_inside 
1058   = let -- Initialise the tcg_inst_env with instances from all home modules.  
1059         -- This mimics the more selective call to hptInstances in tcRnModule.
1060         (home_insts, home_fam_insts) = hptInstances hsc_env (\_ -> True)
1061     in
1062     updGblEnv (\env -> env { 
1063         tcg_rdr_env      = ic_rn_gbl_env icxt,
1064         tcg_inst_env     = extendInstEnvList    (tcg_inst_env env) home_insts,
1065         tcg_fam_inst_env = extendFamInstEnvList (tcg_fam_inst_env env) 
1066                                                 home_fam_insts 
1067       }) $
1068
1069     tcExtendGhciEnv (ic_tmp_ids icxt) $
1070         -- tcExtendGhciEnv does lots: 
1071         --   - it extends the local type env (tcl_env) with the given Ids,
1072         --   - it extends the local rdr env (tcl_rdr) with the Names from 
1073         --     the given Ids
1074         --   - it adds the free tyvars of the Ids to the tcl_tyvars
1075         --     set.
1076         --
1077         -- later ids in ic_tmp_ids must shadow earlier ones with the same
1078         -- OccName, and tcExtendIdEnv implements this behaviour.
1079
1080     do  { traceTc "setIC" (ppr (ic_tmp_ids icxt))
1081         ; thing_inside }
1082 \end{code}
1083
1084
1085 \begin{code}
1086 #ifdef GHCI
1087 tcRnStmt :: HscEnv
1088          -> InteractiveContext
1089          -> LStmt RdrName
1090          -> IO (Messages, Maybe ([Id], LHsExpr Id))
1091                 -- The returned [Id] is the list of new Ids bound by
1092                 -- this statement.  It can be used to extend the
1093                 -- InteractiveContext via extendInteractiveContext.
1094                 --
1095                 -- The returned TypecheckedHsExpr is of type IO [ () ],
1096                 -- a list of the bound values, coerced to ().
1097
1098 tcRnStmt hsc_env ictxt rdr_stmt
1099   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1100     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1101
1102     -- Rename; use CmdLineMode because tcRnStmt is only used interactively
1103     (([rn_stmt], _), fvs) <- rnStmts GhciStmt [rdr_stmt] $ \_ ->
1104                              return ((), emptyFVs) ;
1105     traceRn (text "tcRnStmt" <+> vcat [ppr rdr_stmt, ppr rn_stmt, ppr fvs]) ;
1106     failIfErrsM ;
1107     rnDump (ppr rn_stmt) ;
1108     
1109     -- The real work is done here
1110     (bound_ids, tc_expr) <- mkPlan rn_stmt ;
1111     zonked_expr <- zonkTopLExpr tc_expr ;
1112     zonked_ids  <- zonkTopBndrs bound_ids ;
1113     
1114         -- None of the Ids should be of unboxed type, because we
1115         -- cast them all to HValues in the end!
1116     mapM_ bad_unboxed (filter (isUnLiftedType . idType) zonked_ids) ;
1117
1118     traceTc "tcs 1" empty ;
1119     let { global_ids = map globaliseAndTidyId zonked_ids } ;
1120         -- Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1121
1122 {- ---------------------------------------------
1123    At one stage I removed any shadowed bindings from the type_env;
1124    they are inaccessible but might, I suppose, cause a space leak if we leave them there.
1125    However, with Template Haskell they aren't necessarily inaccessible.  Consider this
1126    GHCi session
1127          Prelude> let f n = n * 2 :: Int
1128          Prelude> fName <- runQ [| f |]
1129          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1130          14
1131          Prelude> let f n = n * 3 :: Int
1132          Prelude> $(return $ AppE fName (LitE (IntegerL 7)))
1133    In the last line we use 'fName', which resolves to the *first* 'f'
1134    in scope. If we delete it from the type env, GHCi crashes because
1135    it doesn't expect that.
1136  
1137    Hence this code is commented out
1138
1139 -------------------------------------------------- -}
1140
1141     dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc 
1142         (vcat [text "Bound Ids" <+> pprWithCommas ppr global_ids,
1143                text "Typechecked expr" <+> ppr zonked_expr]) ;
1144
1145     return (global_ids, zonked_expr)
1146     }
1147   where
1148     bad_unboxed id = addErr (sep [ptext (sLit "GHCi can't bind a variable of unlifted type:"),
1149                                   nest 2 (ppr id <+> dcolon <+> ppr (idType id))])
1150 \end{code}
1151
1152 Note [Interactively-bound Ids in GHCi]
1153 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1154 The Ids bound by previous Stmts in Template Haskell are currently
1155         a) GlobalIds
1156         b) with an Internal Name (not External)
1157         c) and a tidied type
1158
1159  (a) They must be GlobalIds (not LocalIds) otherwise when we come to
1160      compile an expression using these ids later, the byte code
1161      generator will consider the occurrences to be free rather than
1162      global.
1163
1164  (b) They retain their Internal names becuase we don't have a suitable
1165      Module to name them with.  We could revisit this choice.
1166
1167  (c) Their types are tidied.  This is important, because :info may ask
1168      to look at them, and :info expects the things it looks up to have
1169      tidy types
1170         
1171
1172 --------------------------------------------------------------------------
1173                 Typechecking Stmts in GHCi
1174
1175 Here is the grand plan, implemented in tcUserStmt
1176
1177         What you type                   The IO [HValue] that hscStmt returns
1178         -------------                   ------------------------------------
1179         let pat = expr          ==>     let pat = expr in return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1180                                         bindings: [x,y,...]
1181
1182         pat <- expr             ==>     expr >>= \ pat -> return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
1183                                         bindings: [x,y,...]
1184
1185         expr (of IO type)       ==>     expr >>= \ it -> return [coerce HVal it]
1186           [NB: result not printed]      bindings: [it]
1187           
1188         expr (of non-IO type,   ==>     let it = expr in print it >> return [coerce HVal it]
1189           result showable)              bindings: [it]
1190
1191         expr (of non-IO type, 
1192           result not showable)  ==>     error
1193
1194
1195 \begin{code}
1196 ---------------------------
1197 type PlanResult = ([Id], LHsExpr Id)
1198 type Plan = TcM PlanResult
1199
1200 runPlans :: [Plan] -> TcM PlanResult
1201 -- Try the plans in order.  If one fails (by raising an exn), try the next.
1202 -- If one succeeds, take it.
1203 runPlans []     = panic "runPlans"
1204 runPlans [p]    = p
1205 runPlans (p:ps) = tryTcLIE_ (runPlans ps) p
1206
1207 --------------------
1208 mkPlan :: LStmt Name -> TcM PlanResult
1209 mkPlan (L loc (ExprStmt expr _ _ _))    -- An expression typed at the prompt 
1210   = do  { uniq <- newUnique             -- is treated very specially
1211         ; let fresh_it  = itName uniq
1212               the_bind  = L loc $ mkFunBind (L loc fresh_it) matches
1213               matches   = [mkMatch [] expr emptyLocalBinds]
1214               let_stmt  = L loc $ LetStmt (HsValBinds (ValBindsOut [(NonRecursive,unitBag the_bind)] []))
1215               bind_stmt = L loc $ BindStmt (nlVarPat fresh_it) expr
1216                                            (HsVar bindIOName) noSyntaxExpr 
1217               print_it  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar fresh_it))
1218                                            (HsVar thenIOName) noSyntaxExpr placeHolderType
1219
1220         -- The plans are:
1221         --      [it <- e; print it]     but not if it::()
1222         --      [it <- e]               
1223         --      [let it = e; print it]  
1224         ; runPlans [    -- Plan A
1225                     do { stuff@([it_id], _) <- tcGhciStmts [bind_stmt, print_it]
1226                        ; it_ty <- zonkTcType (idType it_id)
1227                        ; when (isUnitTy it_ty) failM
1228                        ; return stuff },
1229
1230                         -- Plan B; a naked bind statment
1231                     tcGhciStmts [bind_stmt],    
1232
1233                         -- Plan C; check that the let-binding is typeable all by itself.
1234                         -- If not, fail; if so, try to print it.
1235                         -- The two-step process avoids getting two errors: one from
1236                         -- the expression itself, and one from the 'print it' part
1237                         -- This two-step story is very clunky, alas
1238                     do { _ <- checkNoErrs (tcGhciStmts [let_stmt]) 
1239                                 --- checkNoErrs defeats the error recovery of let-bindings
1240                        ; tcGhciStmts [let_stmt, print_it] }
1241           ]}
1242
1243 mkPlan stmt@(L loc (BindStmt {}))
1244   | [v] <- collectLStmtBinders stmt             -- One binder, for a bind stmt 
1245   = do  { let print_v  = L loc $ ExprStmt (nlHsApp (nlHsVar printName) (nlHsVar v))
1246                                           (HsVar thenIOName) noSyntaxExpr placeHolderType
1247
1248         ; print_bind_result <- doptM Opt_PrintBindResult
1249         ; let print_plan = do
1250                   { stuff@([v_id], _) <- tcGhciStmts [stmt, print_v]
1251                   ; v_ty <- zonkTcType (idType v_id)
1252                   ; when (isUnitTy v_ty || not (isTauTy v_ty)) failM
1253                   ; return stuff }
1254
1255         -- The plans are:
1256         --      [stmt; print v]         but not if v::()
1257         --      [stmt]
1258         ; runPlans ((if print_bind_result then [print_plan] else []) ++
1259                     [tcGhciStmts [stmt]])
1260         }
1261
1262 mkPlan stmt
1263   = tcGhciStmts [stmt]
1264
1265 ---------------------------
1266 tcGhciStmts :: [LStmt Name] -> TcM PlanResult
1267 tcGhciStmts stmts
1268  = do { ioTyCon <- tcLookupTyCon ioTyConName ;
1269         ret_id  <- tcLookupId returnIOName ;            -- return @ IO
1270         let {
1271             ret_ty    = mkListTy unitTy ;
1272             io_ret_ty = mkTyConApp ioTyCon [ret_ty] ;
1273             tc_io_stmts stmts = tcStmtsAndThen GhciStmt tcDoStmt stmts io_ret_ty ;
1274             names = collectLStmtsBinders stmts ;
1275          } ;
1276
1277         -- OK, we're ready to typecheck the stmts
1278         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: tc stmts" empty ;
1279         ((tc_stmts, ids), lie) <- captureConstraints $ 
1280                                   tc_io_stmts stmts  $ \ _ ->
1281                                   mapM tcLookupId names  ;
1282                         -- Look up the names right in the middle,
1283                         -- where they will all be in scope
1284
1285         -- Simplify the context
1286         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: simplify ctxt" empty ;
1287         const_binds <- checkNoErrs (simplifyInteractive lie) ;
1288                 -- checkNoErrs ensures that the plan fails if context redn fails
1289
1290         traceTc "TcRnDriver.tcGhciStmts: done" empty ;
1291         let {   -- mk_return builds the expression
1292                 --      returnIO @ [()] [coerce () x, ..,  coerce () z]
1293                 --
1294                 -- Despite the inconvenience of building the type applications etc,
1295                 -- this *has* to be done in type-annotated post-typecheck form
1296                 -- because we are going to return a list of *polymorphic* values
1297                 -- coerced to type (). If we built a *source* stmt
1298                 --      return [coerce x, ..., coerce z]
1299                 -- then the type checker would instantiate x..z, and we wouldn't
1300                 -- get their *polymorphic* values.  (And we'd get ambiguity errs
1301                 -- if they were overloaded, since they aren't applied to anything.)
1302             ret_expr = nlHsApp (nlHsTyApp ret_id [ret_ty]) 
1303                        (noLoc $ ExplicitList unitTy (map mk_item ids)) ;
1304             mk_item id = nlHsApp (nlHsTyApp unsafeCoerceId [idType id, unitTy])
1305                                  (nlHsVar id) ;
1306             stmts = tc_stmts ++ [noLoc (mkLastStmt ret_expr)]
1307         } ;
1308         return (ids, mkHsDictLet (EvBinds const_binds) $
1309                      noLoc (HsDo GhciStmt stmts io_ret_ty))
1310     }
1311 \end{code}
1312
1313
1314 tcRnExpr just finds the type of an expression
1315
1316 \begin{code}
1317 tcRnExpr :: HscEnv
1318          -> InteractiveContext
1319          -> LHsExpr RdrName
1320          -> IO (Messages, Maybe Type)
1321 tcRnExpr hsc_env ictxt rdr_expr
1322   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1323     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1324
1325     (rn_expr, _fvs) <- rnLExpr rdr_expr ;
1326     failIfErrsM ;
1327
1328         -- Now typecheck the expression; 
1329         -- it might have a rank-2 type (e.g. :t runST)
1330
1331     uniq <- newUnique ;
1332     let { fresh_it  = itName uniq } ;
1333     ((_tc_expr, res_ty), lie)   <- captureConstraints (tcInferRho rn_expr) ;
1334     ((qtvs, dicts, _), lie_top) <- captureConstraints $
1335                                    simplifyInfer TopLevel
1336                                                  False {- No MR for now -}
1337                                                  [(fresh_it, res_ty)]
1338                                                  lie  ;
1339
1340     _ <- simplifyInteractive lie_top ;       -- Ignore the dicionary bindings
1341
1342     let { all_expr_ty = mkForAllTys qtvs (mkPiTypes dicts res_ty) } ;
1343     zonkTcType all_expr_ty
1344     }
1345 \end{code}
1346
1347 tcRnType just finds the kind of a type
1348
1349 \begin{code}
1350 tcRnType :: HscEnv
1351          -> InteractiveContext
1352          -> LHsType RdrName
1353          -> IO (Messages, Maybe Kind)
1354 tcRnType hsc_env ictxt rdr_type
1355   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1356     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do {
1357
1358     rn_type <- rnLHsType doc rdr_type ;
1359     failIfErrsM ;
1360
1361         -- Now kind-check the type
1362     (_ty', kind) <- kcLHsType rn_type ;
1363     return kind
1364     }
1365   where
1366     doc = ptext (sLit "In GHCi input")
1367
1368 #endif /* GHCi */
1369 \end{code}
1370
1371
1372 %************************************************************************
1373 %*                                                                      *
1374         More GHCi stuff, to do with browsing and getting info
1375 %*                                                                      *
1376 %************************************************************************
1377
1378 \begin{code}
1379 #ifdef GHCI
1380 -- | ASSUMES that the module is either in the 'HomePackageTable' or is
1381 -- a package module with an interface on disk.  If neither of these is
1382 -- true, then the result will be an error indicating the interface
1383 -- could not be found.
1384 getModuleExports :: HscEnv -> Module -> IO (Messages, Maybe [AvailInfo])
1385 getModuleExports hsc_env mod
1386   = let
1387       ic        = hsc_IC hsc_env
1388       checkMods = ic_toplev_scope ic ++ map fst (ic_exports ic)
1389     in
1390     initTc hsc_env HsSrcFile False iNTERACTIVE (tcGetModuleExports mod checkMods)
1391
1392 -- Get the export avail info and also load all orphan and family-instance
1393 -- modules.  Finally, check that the family instances of all modules in the
1394 -- interactive context are consistent (these modules are in the second
1395 -- argument).
1396 tcGetModuleExports :: Module -> [Module] -> TcM [AvailInfo]
1397 tcGetModuleExports mod directlyImpMods
1398   = do { let doc = ptext (sLit "context for compiling statements")
1399        ; iface <- initIfaceTcRn $ loadSysInterface doc mod
1400
1401                 -- Load any orphan-module and family instance-module
1402                 -- interfaces, so their instances are visible.
1403        ; loadOrphanModules (dep_orphs (mi_deps iface)) False 
1404        ; loadOrphanModules (dep_finsts (mi_deps iface)) True
1405
1406                 -- Check that the family instances of all directly loaded
1407                 -- modules are consistent.
1408        ; checkFamInstConsistency (dep_finsts (mi_deps iface)) directlyImpMods
1409
1410        ; ifaceExportNames (mi_exports iface)
1411        }
1412
1413 tcRnLookupRdrName :: HscEnv -> RdrName -> IO (Messages, Maybe [Name])
1414 tcRnLookupRdrName hsc_env rdr_name 
1415   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1416     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $ 
1417     lookup_rdr_name rdr_name
1418
1419 lookup_rdr_name :: RdrName -> TcM [Name]
1420 lookup_rdr_name rdr_name = do {
1421         -- If the identifier is a constructor (begins with an
1422         -- upper-case letter), then we need to consider both
1423         -- constructor and type class identifiers.
1424     let { rdr_names = dataTcOccs rdr_name } ;
1425
1426         -- results :: [Either Messages Name]
1427     results <- mapM (tryTcErrs . lookupOccRn) rdr_names ;
1428
1429     traceRn (text "xx" <+> vcat [ppr rdr_names, ppr (map snd results)]);
1430         -- The successful lookups will be (Just name)
1431     let { (warns_s, good_names) = unzip [ (msgs, name) 
1432                                         | (msgs, Just name) <- results] ;
1433           errs_s = [msgs | (msgs, Nothing) <- results] } ;
1434
1435         -- Fail if nothing good happened, else add warnings
1436     if null good_names then
1437                 -- No lookup succeeded, so
1438                 -- pick the first error message and report it
1439                 -- ToDo: If one of the errors is "could be Foo.X or Baz.X",
1440                 --       while the other is "X is not in scope", 
1441                 --       we definitely want the former; but we might pick the latter
1442         do { addMessages (head errs_s) ; failM }
1443       else                      -- Add deprecation warnings
1444         mapM_ addMessages warns_s ;
1445     
1446     return good_names
1447  }
1448 #endif
1449
1450 tcRnLookupName :: HscEnv -> Name -> IO (Messages, Maybe TyThing)
1451 tcRnLookupName hsc_env name
1452   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $ 
1453     setInteractiveContext hsc_env (hsc_IC hsc_env) $
1454     tcRnLookupName' name
1455
1456 -- To look up a name we have to look in the local environment (tcl_lcl)
1457 -- as well as the global environment, which is what tcLookup does. 
1458 -- But we also want a TyThing, so we have to convert:
1459
1460 tcRnLookupName' :: Name -> TcRn TyThing
1461 tcRnLookupName' name = do
1462    tcthing <- tcLookup name
1463    case tcthing of
1464      AGlobal thing    -> return thing
1465      ATcId{tct_id=id} -> return (AnId id)
1466      _ -> panic "tcRnLookupName'"
1467
1468 tcRnGetInfo :: HscEnv
1469             -> Name
1470             -> IO (Messages, Maybe (TyThing, Fixity, [Instance]))
1471
1472 -- Used to implement :info in GHCi
1473 --
1474 -- Look up a RdrName and return all the TyThings it might be
1475 -- A capitalised RdrName is given to us in the DataName namespace,
1476 -- but we want to treat it as *both* a data constructor 
1477 --  *and* as a type or class constructor; 
1478 -- hence the call to dataTcOccs, and we return up to two results
1479 tcRnGetInfo hsc_env name
1480   = initTcPrintErrors hsc_env iNTERACTIVE $
1481     tcRnGetInfo' hsc_env name
1482
1483 tcRnGetInfo' :: HscEnv
1484              -> Name
1485              -> TcRn (TyThing, Fixity, [Instance])
1486 tcRnGetInfo' hsc_env name
1487   = let ictxt = hsc_IC hsc_env in
1488     setInteractiveContext hsc_env ictxt $ do
1489
1490         -- Load the interface for all unqualified types and classes
1491         -- That way we will find all the instance declarations
1492         -- (Packages have not orphan modules, and we assume that
1493         --  in the home package all relevant modules are loaded.)
1494     loadUnqualIfaces ictxt
1495
1496     thing  <- tcRnLookupName' name
1497     fixity <- lookupFixityRn name
1498     ispecs <- lookupInsts thing
1499     return (thing, fixity, ispecs)
1500
1501 lookupInsts :: TyThing -> TcM [Instance]
1502 lookupInsts (AClass cls)
1503   = do  { inst_envs <- tcGetInstEnvs
1504         ; return (classInstances inst_envs cls) }
1505
1506 lookupInsts (ATyCon tc)
1507   = do  { (pkg_ie, home_ie) <- tcGetInstEnvs
1508                 -- Load all instances for all classes that are
1509                 -- in the type environment (which are all the ones
1510                 -- we've seen in any interface file so far)
1511         ; return [ ispec        -- Search all
1512                  | ispec <- instEnvElts home_ie ++ instEnvElts pkg_ie
1513                  , let dfun = instanceDFunId ispec
1514                  , relevant dfun ] } 
1515   where
1516     relevant df = tc_name `elemNameSet` orphNamesOfDFunHead (idType df)
1517     tc_name     = tyConName tc            
1518
1519 lookupInsts _ = return []
1520
1521 loadUnqualIfaces :: InteractiveContext -> TcM ()
1522 -- Load the home module for everything that is in scope unqualified
1523 -- This is so that we can accurately report the instances for 
1524 -- something
1525 loadUnqualIfaces ictxt
1526   = initIfaceTcRn $
1527     mapM_ (loadSysInterface doc) (moduleSetElts (mkModuleSet unqual_mods))
1528   where
1529     unqual_mods = [ nameModule name
1530                   | gre <- globalRdrEnvElts (ic_rn_gbl_env ictxt),
1531                     let name = gre_name gre,
1532                     not (isInternalName name),
1533                     isTcOcc (nameOccName name),  -- Types and classes only
1534                     unQualOK gre ]               -- In scope unqualified
1535     doc = ptext (sLit "Need interface for module whose export(s) are in scope unqualified")
1536 \end{code}
1537
1538 %************************************************************************
1539 %*                                                                      *
1540                 Degugging output
1541 %*                                                                      *
1542 %************************************************************************
1543
1544 \begin{code}
1545 rnDump :: SDoc -> TcRn ()
1546 -- Dump, with a banner, if -ddump-rn
1547 rnDump doc = do { dumpOptTcRn Opt_D_dump_rn (mkDumpDoc "Renamer" doc) }
1548
1549 tcDump :: TcGblEnv -> TcRn ()
1550 tcDump env
1551  = do { dflags <- getDOpts ;
1552
1553         -- Dump short output if -ddump-types or -ddump-tc
1554         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1555              (dumpTcRn short_dump) ;
1556
1557         -- Dump bindings if -ddump-tc
1558         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump)
1559    }
1560   where
1561     short_dump = pprTcGblEnv env
1562     full_dump  = pprLHsBinds (tcg_binds env)
1563         -- NB: foreign x-d's have undefined's in their types; 
1564         --     hence can't show the tc_fords
1565
1566 tcCoreDump :: ModGuts -> TcM ()
1567 tcCoreDump mod_guts
1568  = do { dflags <- getDOpts ;
1569         when (dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags)
1570              (dumpTcRn (pprModGuts mod_guts)) ;
1571
1572         -- Dump bindings if -ddump-tc
1573         dumpOptTcRn Opt_D_dump_tc (mkDumpDoc "Typechecker" full_dump) }
1574   where
1575     full_dump = pprCoreBindings (mg_binds mod_guts)
1576
1577 -- It's unpleasant having both pprModGuts and pprModDetails here
1578 pprTcGblEnv :: TcGblEnv -> SDoc
1579 pprTcGblEnv (TcGblEnv { tcg_type_env  = type_env, 
1580                         tcg_insts     = insts, 
1581                         tcg_fam_insts = fam_insts, 
1582                         tcg_rules     = rules,
1583                         tcg_vects     = vects,
1584                         tcg_imports   = imports })
1585   = vcat [ ppr_types insts type_env
1586          , ppr_tycons fam_insts type_env
1587          , ppr_insts insts
1588          , ppr_fam_insts fam_insts
1589          , vcat (map ppr rules)
1590          , vcat (map ppr vects)
1591          , ptext (sLit "Dependent modules:") <+> 
1592                 ppr (sortBy cmp_mp $ eltsUFM (imp_dep_mods imports))
1593          , ptext (sLit "Dependent packages:") <+> 
1594                 ppr (sortBy stablePackageIdCmp $ imp_dep_pkgs imports)]
1595   where         -- The two uses of sortBy are just to reduce unnecessary
1596                 -- wobbling in testsuite output
1597     cmp_mp (mod_name1, is_boot1) (mod_name2, is_boot2)
1598         = (mod_name1 `stableModuleNameCmp` mod_name2)
1599                   `thenCmp`     
1600           (is_boot1 `compare` is_boot2)
1601
1602 pprModGuts :: ModGuts -> SDoc
1603 pprModGuts (ModGuts { mg_types = type_env,
1604                       mg_rules = rules })
1605   = vcat [ ppr_types [] type_env,
1606            ppr_rules rules ]
1607
1608 ppr_types :: [Instance] -> TypeEnv -> SDoc
1609 ppr_types insts type_env
1610   = text "TYPE SIGNATURES" $$ nest 4 (ppr_sigs ids)
1611   where
1612     dfun_ids = map instanceDFunId insts
1613     ids = [id | id <- typeEnvIds type_env, want_sig id]
1614     want_sig id | opt_PprStyle_Debug = True
1615                 | otherwise          = isLocalId id && 
1616                                        isExternalName (idName id) && 
1617                                        not (id `elem` dfun_ids)
1618         -- isLocalId ignores data constructors, records selectors etc.
1619         -- The isExternalName ignores local dictionary and method bindings
1620         -- that the type checker has invented.  Top-level user-defined things 
1621         -- have External names.
1622
1623 ppr_tycons :: [FamInst] -> TypeEnv -> SDoc
1624 ppr_tycons fam_insts type_env
1625   = text "TYPE CONSTRUCTORS" $$ nest 4 (ppr_tydecls tycons)
1626   where
1627     fi_tycons = map famInstTyCon fam_insts
1628     tycons = [tycon | tycon <- typeEnvTyCons type_env, want_tycon tycon]
1629     want_tycon tycon | opt_PprStyle_Debug = True
1630                      | otherwise          = not (isImplicitTyCon tycon) &&
1631                                             isExternalName (tyConName tycon) &&
1632                                             not (tycon `elem` fi_tycons)
1633
1634 ppr_insts :: [Instance] -> SDoc
1635 ppr_insts []     = empty
1636 ppr_insts ispecs = text "INSTANCES" $$ nest 2 (pprInstances ispecs)
1637
1638 ppr_fam_insts :: [FamInst] -> SDoc
1639 ppr_fam_insts []        = empty
1640 ppr_fam_insts fam_insts = 
1641   text "FAMILY INSTANCES" $$ nest 2 (pprFamInsts fam_insts)
1642
1643 ppr_sigs :: [Var] -> SDoc
1644 ppr_sigs ids
1645         -- Print type signatures; sort by OccName 
1646   = vcat (map ppr_sig (sortLe le_sig ids))
1647   where
1648     le_sig id1 id2 = getOccName id1 <= getOccName id2
1649     ppr_sig id = ppr id <+> dcolon <+> ppr (tidyTopType (idType id))
1650
1651 ppr_tydecls :: [TyCon] -> SDoc
1652 ppr_tydecls tycons
1653         -- Print type constructor info; sort by OccName 
1654   = vcat (map ppr_tycon (sortLe le_sig tycons))
1655   where
1656     le_sig tycon1 tycon2 = getOccName tycon1 <= getOccName tycon2
1657     ppr_tycon tycon 
1658       | isCoercionTyCon tycon 
1659       = sep [ptext (sLit "coercion") <+> ppr tycon <+> ppr tvs
1660             , nest 2 (dcolon <+> pprEqPred (coercionKind (mkTyConApp tycon (mkTyVarTys tvs))))]
1661       | otherwise             = ppr (tyThingToIfaceDecl (ATyCon tycon))
1662       where
1663         tvs = take (tyConArity tycon) alphaTyVars
1664
1665 ppr_rules :: [CoreRule] -> SDoc
1666 ppr_rules [] = empty
1667 ppr_rules rs = vcat [ptext (sLit "{-# RULES"),
1668                       nest 2 (pprRules rs),
1669                       ptext (sLit "#-}")]
1670 \end{code}