ghc/compiler/typecheck/TcModule.lhs

   1 %
   2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
   3 %
   4 \section[TcModule]{Typechecking a whole module}
   5
   6 \begin{code}
   7 #include "HsVersions.h"
   8
   9 module TcModule (
  10         typecheckModule,
  11         SYN_IE(TcResults),
  12         SYN_IE(TcResultBinds),
  13         SYN_IE(TcSpecialiseRequests),
  14         SYN_IE(TcDDumpDeriv)
  15     ) where
  16
  17 IMP_Ubiq(){-uitous-}
  18
  19 import HsSyn            ( HsDecl(..), HsModule(..), HsBinds(..), HsExpr, MonoBinds,
  20                           TyDecl, SpecDataSig, ClassDecl, InstDecl, IfaceSig,
  21                           SpecInstSig, DefaultDecl, Sig, Fake, InPat,
  22                           SYN_IE(RecFlag), nonRecursive,
  23                           FixityDecl, IE, ImportDecl
  24                         )
  25 import RnHsSyn          ( SYN_IE(RenamedHsModule), RenamedFixityDecl(..) )
  26 import TcHsSyn          ( SYN_IE(TypecheckedHsBinds), SYN_IE(TypecheckedHsExpr),
  27                           SYN_IE(TypecheckedDictBinds),
  28                           TcIdOcc(..), zonkBinds )
  29
  30 import TcMonad
  31 import Inst             ( Inst, plusLIE )
  32 import TcBinds          ( tcBindsAndThen )
  33 import TcClassDcl       ( tcClassDecls2 )
  34 import TcDefaults       ( tcDefaults )
  35 import TcEnv            ( tcExtendGlobalValEnv, getEnv_LocalIds,
  36                           getEnv_TyCons, getEnv_Classes, tcLookupLocalValue,
  37                           tcLookupLocalValueByKey, tcLookupTyCon,
  38                           tcLookupGlobalValueByKeyMaybe )
  39 import SpecEnv          ( SpecEnv )
  40 import TcExpr           ( tcId )
  41 import TcIfaceSig       ( tcInterfaceSigs )
  42 import TcInstDcls       ( tcInstDecls1, tcInstDecls2 )
  43 import TcInstUtil       ( buildInstanceEnvs, InstInfo )
  44 import TcSimplify       ( tcSimplifyTop )
  45 import TcTyClsDecls     ( tcTyAndClassDecls1 )
  46 import TcTyDecls        ( mkDataBinds )
  47 import TcType           ( SYN_IE(TcType), tcInstType )
  48 import TcKind           ( TcKind )
  49
  50 import RnMonad          ( RnNameSupply(..) )
  51 import Bag              ( listToBag )
  52 import ErrUtils         ( SYN_IE(Warning), SYN_IE(Error) )
  53 import Id               ( idType, GenId, SYN_IE(IdEnv), nullIdEnv )
  54 import Maybes           ( catMaybes, MaybeErr )
  55 import Name             ( Name, isLocallyDefined, pprModule )
  56 import Pretty
  57 import TyCon            ( TyCon, isSynTyCon )
  58 import Class            ( GenClass, SYN_IE(Class), classGlobalIds )
  59 import Type             ( applyTyCon, mkSynTy, SYN_IE(Type) )
  60 import PprType          ( GenType, GenTyVar )
  61 import PprStyle         ( PprStyle )
  62 import TysWiredIn       ( unitTy )
  63 import PrelMods         ( gHC_MAIN, mAIN )
  64 import PrelInfo         ( main_NAME, mainPrimIO_NAME, ioTyCon_NAME, primIoTyCon_NAME )
  65 import TyVar            ( GenTyVar, SYN_IE(TyVarEnv), nullTyVarEnv )
  66 import Unify            ( unifyTauTy )
  67 import UniqFM           ( lookupUFM_Directly, lookupWithDefaultUFM_Directly,
  68                           filterUFM, eltsUFM )
  69 import Unique           ( Unique  )
  70 import UniqSupply       ( UniqSupply )
  71 import Util
  72 import Bag              ( Bag, isEmptyBag )
  73
  74 import FiniteMap        ( emptyFM, FiniteMap )
  75
  76 #if __GLASGOW_HASKELL__ >= 202
  77 import Outputable
  78 #endif
  79
  80 tycon_specs = emptyFM
  81 \end{code}
  82
  83 Outside-world interface:
  84 \begin{code}
  85 -- Convenient type synonyms first:
  86 type TcResults
  87   = (TcResultBinds,
  88      [TyCon], [Class],
  89      Bag InstInfo,              -- Instance declaration information
  90      TcSpecialiseRequests,
  91      TcDDumpDeriv)
  92
  93 type TcResultBinds
  94   = (TypecheckedHsBinds,        -- record selector binds
  95      TypecheckedHsBinds,        -- binds from class decls; does NOT
  96                                 -- include default-methods bindings
  97      TypecheckedHsBinds,        -- binds from instance decls; INCLUDES
  98                                 -- class default-methods binds
  99      TypecheckedHsBinds,        -- binds from value decls
 100
 101      TypecheckedHsBinds)        -- constant instance binds
 102
 103 type TcSpecialiseRequests
 104   = FiniteMap TyCon [(Bool, [Maybe Type])]
 105     -- source tycon specialisation requests
 106
 107 type TcDDumpDeriv
 108   = PprStyle -> Doc
 109
 110 ---------------
 111 typecheckModule
 112         :: UniqSupply
 113         -> RnNameSupply
 114         -> RenamedHsModule
 115         -> MaybeErr
 116             (TcResults,         -- if all goes well...
 117              Bag Warning)       -- (we can still get warnings)
 118             (Bag Error,         -- if we had errors...
 119              Bag Warning)
 120
 121 typecheckModule us rn_name_supply mod
 122   = initTc us (tcModule rn_name_supply mod)
 123 \end{code}
 124
 125 The internal monster:
 126 \begin{code}
 127 tcModule :: RnNameSupply        -- for renaming derivings
 128          -> RenamedHsModule     -- input
 129          -> TcM s TcResults     -- output
 130
 131 tcModule rn_name_supply
 132         (HsModule mod_name verion exports imports fixities decls src_loc)
 133   = tcAddSrcLoc src_loc $       -- record where we're starting
 134
 135         -- Tie the knot for inteface-file value declaration signatures
 136         -- This info is only used inside the knot for type-checking the
 137         -- pragmas, which is done lazily [ie failure just drops the pragma
 138         -- without having any global-failure effect].
 139
 140     -- trace "tc1" $
 141
 142     fixTc (\ ~(_, _, _, _, _, _, sig_ids) ->
 143
 144         -- trace "tc2" $
 145         tcExtendGlobalValEnv sig_ids (
 146
 147         -- The knot for instance information.  This isn't used at all
 148         -- till we type-check value declarations
 149         fixTc ( \ ~(rec_inst_mapper, _, _, _, _) ->
 150
 151              -- Type-check the type and class decls
 152             -- trace "tcTyAndClassDecls:"       $
 153             tcTyAndClassDecls1 rec_inst_mapper decls    `thenTc` \ env ->
 154
 155             -- trace "tc3" $
 156                 -- Typecheck the instance decls, includes deriving
 157             tcSetEnv env (
 158             -- trace "tcInstDecls:"     $
 159             tcInstDecls1 decls mod_name rn_name_supply
 160             )                                   `thenTc` \ (inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
 161
 162             -- trace "tc4" $
 163             buildInstanceEnvs inst_info `thenTc` \ inst_mapper ->
 164
 165             returnTc (inst_mapper, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv)
 166
 167         ) `thenTc` \ (_, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
 168
 169         -- trace "tc5" $
 170         tcSetEnv env (
 171
 172             -- Default declarations
 173         tcDefaults decls                `thenTc` \ defaulting_tys ->
 174         tcSetDefaultTys defaulting_tys  ( -- for the iface sigs...
 175
 176         -- Create any necessary record selector Ids and their bindings
 177         -- "Necessary" includes data and newtype declarations
 178         let
 179                 tycons   = getEnv_TyCons env
 180                 classes  = getEnv_Classes env
 181         in
 182         mkDataBinds tycons              `thenTc` \ (data_ids, data_binds) ->
 183
 184         -- Extend the global value environment with
 185         --      a) constructors
 186         --      b) record selectors
 187         --      c) class op selectors
 188         --      d) default-method ids
 189         tcExtendGlobalValEnv data_ids                           $
 190         tcExtendGlobalValEnv (concat (map classGlobalIds classes))      $
 191
 192             -- Interface type signatures
 193             -- We tie a knot so that the Ids read out of interfaces are in scope
 194             --   when we read their pragmas.
 195             -- What we rely on is that pragmas are typechecked lazily; if
 196             --   any type errors are found (ie there's an inconsistency)
 197             --   we silently discard the pragma
 198         tcInterfaceSigs decls           `thenTc` \ sig_ids ->
 199         tcGetEnv                        `thenNF_Tc` \ env ->
 200         -- trace "tc6" $
 201
 202         returnTc (env, inst_info, data_binds, deriv_binds, ddump_deriv, defaulting_tys, sig_ids)
 203
 204     )))) `thenTc` \ (env, inst_info, data_binds, deriv_binds, ddump_deriv, defaulting_tys, _) ->
 205
 206     -- trace "tc7" $
 207     tcSetEnv env (                              -- to the end...
 208     tcSetDefaultTys defaulting_tys (            -- ditto
 209
 210         -- Value declarations next.
 211         -- We also typecheck any extra binds that came out of the "deriving" process
 212     -- trace "tcBinds:"                 $
 213     tcBindsAndThen
 214         (\ binds1 (binds2, thing) -> (binds1 `ThenBinds` binds2, thing))
 215         (get_val_decls decls `ThenBinds` deriv_binds)
 216         (       -- Second pass over instance declarations,
 217                 -- to compile the bindings themselves.
 218             -- trace "tc8" $
 219             tcInstDecls2  inst_info     `thenNF_Tc` \ (lie_instdecls, inst_binds) ->
 220             tcClassDecls2 decls         `thenNF_Tc` \ (lie_clasdecls, cls_binds) ->
 221             tcCheckMainSig mod_name     `thenTc_`
 222             tcGetEnv                    `thenNF_Tc` \ env ->
 223             returnTc ( (EmptyBinds, (inst_binds, cls_binds, env)),
 224                        lie_instdecls `plusLIE` lie_clasdecls
 225                      )
 226         )
 227
 228         `thenTc` \ ((val_binds, (inst_binds, cls_binds, final_env)), lie_alldecls) ->
 229
 230         -- Deal with constant or ambiguous InstIds.  How could
 231         -- there be ambiguous ones?  They can only arise if a
 232         -- top-level decl falls under the monomorphism
 233         -- restriction, and no subsequent decl instantiates its
 234         -- type.  (Usually, ambiguous type variables are resolved
 235         -- during the generalisation step.)
 236     -- trace "tc9" $
 237     tcSimplifyTop lie_alldecls                  `thenTc` \ const_insts ->
 238
 239
 240         -- Backsubstitution.  Monomorphic top-level decls may have
 241         -- been instantiated by subsequent decls, and the final
 242         -- simplification step may have instantiated some
 243         -- ambiguous types.  So, sadly, we need to back-substitute
 244         -- over the whole bunch of bindings.
 245         --
 246         -- More horrible still, we have to do it in a careful order, so that
 247         -- all the TcIds are in scope when we come across them.
 248         --
 249         -- These bindings ought really to be bundled together in a huge
 250         -- recursive group, but HsSyn doesn't have recursion among Binds, only
 251         -- among MonoBinds.  Sigh again.
 252     zonkBinds nullTyVarEnv nullIdEnv (MonoBind const_insts [] nonRecursive)
 253                                                         `thenNF_Tc` \ (const_insts', ve1) ->
 254     zonkBinds nullTyVarEnv ve1 val_binds                `thenNF_Tc` \ (val_binds', ve2) ->
 255
 256     zonkBinds nullTyVarEnv ve2 data_binds       `thenNF_Tc` \ (data_binds', _) ->
 257     zonkBinds nullTyVarEnv ve2 inst_binds       `thenNF_Tc` \ (inst_binds', _) ->
 258     zonkBinds nullTyVarEnv ve2 cls_binds        `thenNF_Tc` \ (cls_binds', _) ->
 259
 260     let
 261         localids = getEnv_LocalIds final_env
 262         tycons   = getEnv_TyCons   final_env
 263         classes  = getEnv_Classes  final_env
 264
 265         local_tycons  = filter isLocallyDefined tycons
 266         local_classes = filter isLocallyDefined classes
 267     in
 268         -- FINISHED AT LAST
 269     returnTc (
 270         (data_binds', cls_binds', inst_binds', val_binds', const_insts'),
 271
 272         local_tycons, local_classes, inst_info, tycon_specs,
 273
 274         ddump_deriv
 275     )))
 276
 277 get_val_decls decls = foldr ThenBinds EmptyBinds [binds | ValD binds <- decls]
 278 \end{code}
 279
 280
 281 \begin{code}
 282 tcCheckMainSig mod_name
 283   | not is_main && not is_ghc_main
 284   = returnTc ()         -- A non-main module
 285
 286   | otherwise
 287   =     -- Check that main is defined
 288     tcLookupTyCon tycon_name                    `thenTc` \ (_,_,tycon) ->
 289     tcLookupLocalValue main_name                `thenNF_Tc` \ maybe_main_id ->
 290     case maybe_main_id of {
 291         Nothing  -> failTc (noMainErr mod_name main_name);
 292         Just main_id   ->
 293
 294         -- Check that it has the right type (or a more general one)
 295     let
 296         expected_ty | isSynTyCon tycon = mkSynTy tycon [unitTy]
 297                     | otherwise        = applyTyCon tycon [unitTy]
 298                 -- This is bizarre.  There ought to be a suitable function in Type.lhs!
 299     in
 300     tcInstType [] expected_ty                   `thenNF_Tc` \ expected_tau ->
 301     tcId main_name                              `thenNF_Tc` \ (_, lie, main_tau) ->
 302     tcSetErrCtxt (mainTyCheckCtxt main_name) $
 303     unifyTauTy expected_tau
 304                main_tau                         `thenTc_`
 305     checkTc (isEmptyBag lie) (mainTyMisMatch main_name expected_ty (idType main_id))
 306     }
 307   where
 308     is_main     = mod_name == mAIN
 309     is_ghc_main = mod_name == gHC_MAIN
 310
 311     main_name | is_main   = main_NAME
 312               | otherwise = mainPrimIO_NAME
 313
 314     tycon_name | is_main   = ioTyCon_NAME
 315                | otherwise = primIoTyCon_NAME
 316
 317 mainTyCheckCtxt main_name sty
 318   = hsep [ptext SLIT("When checking that"), ppr sty main_name, ptext SLIT("has the required type")]
 319
 320 noMainErr mod_name main_name sty
 321   = hsep [ptext SLIT("Module"), pprModule sty mod_name,
 322            ptext SLIT("must include a definition for"), ppr sty main_name]
 323
 324 mainTyMisMatch :: Name -> Type -> TcType s -> Error
 325 mainTyMisMatch main_name expected actual sty
 326   = hang (hsep [ppr sty main_name, ptext SLIT("has the wrong type")])
 327          4 (vcat [
 328                         hsep [ptext SLIT("Expected:"), ppr sty expected],
 329                         hsep [ptext SLIT("Inferred:"), ppr sty actual]
 330                      ])
 331 \end{code}