Reorganisation of the source tree
[ghc-hetmet.git] / compiler / stgSyn / StgLint.lhs
diff --git a/compiler/stgSyn/StgLint.lhs b/compiler/stgSyn/StgLint.lhs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..326cd44
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,524 @@
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
+%
+\section[StgLint]{A ``lint'' pass to check for Stg correctness}
+
+\begin{code}
+module StgLint ( lintStgBindings ) where
+
+#include "HsVersions.h"
+
+import StgSyn
+
+import Bag             ( Bag, emptyBag, isEmptyBag, snocBag, bagToList )
+import Id              ( Id, idType, isLocalId )
+import VarSet
+import DataCon         ( DataCon, dataConInstArgTys, dataConRepType )
+import CoreSyn         ( AltCon(..) )
+import PrimOp          ( primOpType )
+import Literal         ( literalType )
+import Maybes          ( catMaybes )
+import Name            ( getSrcLoc )
+import ErrUtils                ( Message, mkLocMessage )
+import Type            ( mkFunTys, splitFunTys, splitTyConApp_maybe,
+                         isUnLiftedType, isTyVarTy, dropForAlls, Type
+                       )
+import TyCon           ( isAlgTyCon, isNewTyCon, tyConDataCons )
+import Util            ( zipEqual, equalLength )
+import SrcLoc          ( srcLocSpan )
+import Outputable
+
+infixr 9 `thenL`, `thenL_`, `thenMaybeL`
+\end{code}
+
+Checks for
+       (a) *some* type errors
+       (b) locally-defined variables used but not defined
+
+
+Note: unless -dverbose-stg is on, display of lint errors will result
+in "panic: bOGUS_LVs".
+
+WARNING: 
+~~~~~~~~
+
+This module has suffered bit-rot; it is likely to yield lint errors
+for Stg code that is currently perfectly acceptable for code
+generation.  Solution: don't use it!  (KSW 2000-05).
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{``lint'' for various constructs}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@lintStgBindings@ is the top-level interface function.
+
+\begin{code}
+lintStgBindings :: String -> [StgBinding] -> [StgBinding]
+
+lintStgBindings whodunnit binds
+  = {-# SCC "StgLint" #-}
+    case (initL (lint_binds binds)) of
+      Nothing  -> binds
+      Just msg -> pprPanic "" (vcat [
+                       ptext SLIT("*** Stg Lint ErrMsgs: in") <+> text whodunnit <+> ptext SLIT("***"),
+                       msg,
+                       ptext SLIT("*** Offending Program ***"),
+                       pprStgBindings binds,
+                       ptext SLIT("*** End of Offense ***")])
+  where
+    lint_binds :: [StgBinding] -> LintM ()
+
+    lint_binds [] = returnL ()
+    lint_binds (bind:binds)
+      = lintStgBinds bind              `thenL` \ binders ->
+       addInScopeVars binders (
+           lint_binds binds
+       )
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+lintStgArg :: StgArg -> LintM (Maybe Type)
+lintStgArg (StgLitArg lit) = returnL (Just (literalType lit))
+lintStgArg (StgVarArg v)   = lintStgVar v
+
+lintStgVar v  = checkInScope v `thenL_`
+               returnL (Just (idType v))
+\end{code}
+
+\begin{code}
+lintStgBinds :: StgBinding -> LintM [Id]               -- Returns the binders
+lintStgBinds (StgNonRec binder rhs)
+  = lint_binds_help (binder,rhs)       `thenL_`
+    returnL [binder]
+
+lintStgBinds (StgRec pairs)
+  = addInScopeVars binders (
+       mapL lint_binds_help pairs `thenL_`
+       returnL binders
+    )
+  where
+    binders = [b | (b,_) <- pairs]
+
+lint_binds_help (binder, rhs)
+  = addLoc (RhsOf binder) (
+       -- Check the rhs
+       lintStgRhs rhs    `thenL` \ maybe_rhs_ty ->
+
+       -- Check binder doesn't have unlifted type
+       checkL (not (isUnLiftedType binder_ty))
+              (mkUnLiftedTyMsg binder rhs)             `thenL_`
+
+       -- Check match to RHS type
+       (case maybe_rhs_ty of
+         Nothing     -> returnL ()
+         Just rhs_ty -> checkTys  binder_ty
+                                  rhs_ty
+                                  (mkRhsMsg binder rhs_ty)
+       )                       `thenL_`
+
+       returnL ()
+    )
+  where
+    binder_ty = idType binder
+\end{code}
+
+\begin{code}
+lintStgRhs :: StgRhs -> LintM (Maybe Type)
+
+lintStgRhs (StgRhsClosure _ _ _ _ _ [] expr)
+  = lintStgExpr expr
+
+lintStgRhs (StgRhsClosure _ _ _ _ _ binders expr)
+  = addLoc (LambdaBodyOf binders) (
+    addInScopeVars binders (
+       lintStgExpr expr   `thenMaybeL` \ body_ty ->
+       returnL (Just (mkFunTys (map idType binders) body_ty))
+    ))
+
+lintStgRhs (StgRhsCon _ con args)
+  = mapMaybeL lintStgArg args  `thenL` \ maybe_arg_tys ->
+    case maybe_arg_tys of
+      Nothing      -> returnL Nothing
+      Just arg_tys  -> checkFunApp con_ty arg_tys (mkRhsConMsg con_ty arg_tys)
+  where
+    con_ty = dataConRepType con
+\end{code}
+
+\begin{code}
+lintStgExpr :: StgExpr -> LintM (Maybe Type)   -- Nothing if error found
+
+lintStgExpr (StgLit l) = returnL (Just (literalType l))
+
+lintStgExpr e@(StgApp fun args)
+  = lintStgVar fun             `thenMaybeL` \ fun_ty  ->
+    mapMaybeL lintStgArg args  `thenL`      \ maybe_arg_tys ->
+    case maybe_arg_tys of
+      Nothing      -> returnL Nothing
+      Just arg_tys  -> checkFunApp fun_ty arg_tys (mkFunAppMsg fun_ty arg_tys e)
+
+lintStgExpr e@(StgConApp con args)
+  = mapMaybeL lintStgArg args  `thenL` \ maybe_arg_tys ->
+    case maybe_arg_tys of
+      Nothing      -> returnL Nothing
+      Just arg_tys  -> checkFunApp con_ty arg_tys (mkFunAppMsg con_ty arg_tys e)
+  where
+    con_ty = dataConRepType con
+
+lintStgExpr e@(StgOpApp (StgFCallOp _ _) args res_ty)
+  =    -- We don't have enough type information to check
+       -- the application; ToDo
+    mapMaybeL lintStgArg args  `thenL` \ maybe_arg_tys ->
+    returnL (Just res_ty)
+
+lintStgExpr e@(StgOpApp (StgPrimOp op) args _)
+  = mapMaybeL lintStgArg args  `thenL` \ maybe_arg_tys ->
+    case maybe_arg_tys of
+      Nothing      -> returnL Nothing
+      Just arg_tys  -> checkFunApp op_ty arg_tys (mkFunAppMsg op_ty arg_tys e)
+  where
+    op_ty = primOpType op
+
+lintStgExpr (StgLam _ bndrs _)
+  = addErrL (ptext SLIT("Unexpected StgLam") <+> ppr bndrs)    `thenL_`
+    returnL Nothing
+
+lintStgExpr (StgLet binds body)
+  = lintStgBinds binds         `thenL` \ binders ->
+    addLoc (BodyOfLetRec binders) (
+    addInScopeVars binders (
+       lintStgExpr body
+    ))
+
+lintStgExpr (StgLetNoEscape _ _ binds body)
+  = lintStgBinds binds         `thenL` \ binders ->
+    addLoc (BodyOfLetRec binders) (
+    addInScopeVars binders (
+       lintStgExpr body
+    ))
+
+lintStgExpr (StgSCC _ expr)    = lintStgExpr expr
+
+lintStgExpr e@(StgCase scrut _ _ bndr _ alts_type alts)
+  = lintStgExpr scrut          `thenMaybeL` \ _ ->
+
+    (case alts_type of
+       AlgAlt tc    -> check_bndr tc
+       PrimAlt tc   -> check_bndr tc
+       UbxTupAlt tc -> check_bndr tc
+       PolyAlt      -> returnL ()
+    )                                                  `thenL_`
+       
+    (trace (showSDoc (ppr e)) $ 
+       -- we only allow case of tail-call or primop.
+    (case scrut of
+       StgApp _ _    -> returnL ()
+       StgConApp _ _ -> returnL ()
+       StgOpApp _ _ _ -> returnL ()
+       other -> addErrL (mkCaseOfCaseMsg e))   `thenL_`
+
+    addInScopeVars [bndr] (lintStgAlts alts scrut_ty)
+    )
+  where
+    scrut_ty     = idType bndr
+    bad_bndr      = mkDefltMsg bndr
+    check_bndr tc = case splitTyConApp_maybe scrut_ty of
+                       Just (bndr_tc, _) -> checkL (tc == bndr_tc) bad_bndr
+                       Nothing           -> addErrL bad_bndr
+
+
+lintStgAlts :: [StgAlt]
+           -> Type             -- Type of scrutinee
+           -> LintM (Maybe Type)       -- Type of alternatives
+
+lintStgAlts alts scrut_ty
+  = mapL (lintAlt scrut_ty) alts       `thenL` \ maybe_result_tys ->
+
+        -- Check the result types
+    case catMaybes (maybe_result_tys) of
+      []            -> returnL Nothing
+
+      (first_ty:tys) -> mapL check tys `thenL_`
+                       returnL (Just first_ty)
+       where
+         check ty = checkTys first_ty ty (mkCaseAltMsg alts)
+
+lintAlt scrut_ty (DEFAULT, _, _, rhs)
+ = lintStgExpr rhs
+
+lintAlt scrut_ty (LitAlt lit, _, _, rhs)
+ = checkTys (literalType lit) scrut_ty (mkAltMsg1 scrut_ty)    `thenL_`
+   lintStgExpr rhs
+
+lintAlt scrut_ty (DataAlt con, args, _, rhs)
+  = (case splitTyConApp_maybe scrut_ty of
+      Just (tycon, tys_applied) | isAlgTyCon tycon && 
+                                 not (isNewTyCon tycon) ->
+        let
+          cons    = tyConDataCons tycon
+          arg_tys = dataConInstArgTys con tys_applied
+               -- This almost certainly does not work for existential constructors
+        in
+        checkL (con `elem` cons) (mkAlgAltMsg2 scrut_ty con) `thenL_`
+        checkL (equalLength arg_tys args) (mkAlgAltMsg3 con args)
+                                                                `thenL_`
+        mapL check (zipEqual "lintAlgAlt:stg" arg_tys args)     `thenL_`
+        returnL ()
+      other ->
+        addErrL (mkAltMsg1 scrut_ty)
+    )                                                           `thenL_`
+    addInScopeVars args        (
+        lintStgExpr rhs
+    )
+  where
+    check (ty, arg) = checkTys ty (idType arg) (mkAlgAltMsg4 ty arg)
+
+    -- elem: yes, the elem-list here can sometimes be long-ish,
+    -- but as it's use-once, probably not worth doing anything different
+    -- We give it its own copy, so it isn't overloaded.
+    elem _ []      = False
+    elem x (y:ys)   = x==y || elem x ys
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[lint-monad]{The Lint monad}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+type LintM a = [LintLocInfo]   -- Locations
+           -> IdSet            -- Local vars in scope
+           -> Bag Message      -- Error messages so far
+           -> (a, Bag Message) -- Result and error messages (if any)
+
+data LintLocInfo
+  = RhsOf Id           -- The variable bound
+  | LambdaBodyOf [Id]  -- The lambda-binder
+  | BodyOfLetRec [Id]  -- One of the binders
+
+dumpLoc (RhsOf v) =
+  (srcLocSpan (getSrcLoc v), ptext SLIT(" [RHS of ") <> pp_binders [v] <> char ']' )
+dumpLoc (LambdaBodyOf bs) =
+  (srcLocSpan (getSrcLoc (head bs)), ptext SLIT(" [in body of lambda with binders ") <> pp_binders bs <> char ']' )
+
+dumpLoc (BodyOfLetRec bs) =
+  (srcLocSpan (getSrcLoc (head bs)), ptext SLIT(" [in body of letrec with binders ") <> pp_binders bs <> char ']' )
+
+
+pp_binders :: [Id] -> SDoc
+pp_binders bs
+  = sep (punctuate comma (map pp_binder bs))
+  where
+    pp_binder b
+      = hsep [ppr b, dcolon, ppr (idType b)]
+\end{code}
+
+\begin{code}
+initL :: LintM a -> Maybe Message
+initL m
+  = case (m [] emptyVarSet emptyBag) of { (_, errs) ->
+    if isEmptyBag errs then
+       Nothing
+    else
+       Just (vcat (punctuate (text "") (bagToList errs)))
+    }
+
+returnL :: a -> LintM a
+returnL r loc scope errs = (r, errs)
+
+thenL :: LintM a -> (a -> LintM b) -> LintM b
+thenL m k loc scope errs
+  = case m loc scope errs of
+      (r, errs') -> k r loc scope errs'
+
+thenL_ :: LintM a -> LintM b -> LintM b
+thenL_ m k loc scope errs
+  = case m loc scope errs of
+      (_, errs') -> k loc scope errs'
+
+thenMaybeL :: LintM (Maybe a) -> (a -> LintM (Maybe b)) -> LintM (Maybe b)
+thenMaybeL m k loc scope errs
+  = case m loc scope errs of
+      (Nothing, errs2) -> (Nothing, errs2)
+      (Just r,  errs2) -> k r loc scope errs2
+
+mapL :: (a -> LintM b) -> [a] -> LintM [b]
+mapL f [] = returnL []
+mapL f (x:xs)
+  = f x        `thenL` \ r ->
+    mapL f xs  `thenL` \ rs ->
+    returnL (r:rs)
+
+mapMaybeL :: (a -> LintM (Maybe b)) -> [a] -> LintM (Maybe [b])
+       -- Returns Nothing if anything fails
+mapMaybeL f [] = returnL (Just [])
+mapMaybeL f (x:xs)
+  = f x                    `thenMaybeL` \ r ->
+    mapMaybeL f xs  `thenMaybeL` \ rs ->
+    returnL (Just (r:rs))
+\end{code}
+
+\begin{code}
+checkL :: Bool -> Message -> LintM ()
+checkL True  msg loc scope errs = ((), errs)
+checkL False msg loc scope errs = ((), addErr errs msg loc)
+
+addErrL :: Message -> LintM ()
+addErrL msg loc scope errs = ((), addErr errs msg loc)
+
+addErr :: Bag Message -> Message -> [LintLocInfo] -> Bag Message
+
+addErr errs_so_far msg locs
+  = errs_so_far `snocBag` mk_msg locs
+  where
+    mk_msg (loc:_) = let (l,hdr) = dumpLoc loc 
+                    in  mkLocMessage l (hdr $$ msg)
+    mk_msg []      = msg
+
+addLoc :: LintLocInfo -> LintM a -> LintM a
+addLoc extra_loc m loc scope errs
+  = m (extra_loc:loc) scope errs
+
+addInScopeVars :: [Id] -> LintM a -> LintM a
+addInScopeVars ids m loc scope errs
+  = -- We check if these "new" ids are already
+    -- in scope, i.e., we have *shadowing* going on.
+    -- For now, it's just a "trace"; we may make
+    -- a real error out of it...
+    let
+       new_set = mkVarSet ids
+    in
+--  After adding -fliberate-case, Simon decided he likes shadowed
+--  names after all.  WDP 94/07
+--  (if isEmptyVarSet shadowed
+--  then id
+--  else pprTrace "Shadowed vars:" (ppr (varSetElems shadowed))) $
+    m loc (scope `unionVarSet` new_set) errs
+\end{code}
+
+Checking function applications: we only check that the type has the
+right *number* of arrows, we don't actually compare the types.  This
+is because we can't expect the types to be equal - the type
+applications and type lambdas that we use to calculate accurate types
+have long since disappeared.
+
+\begin{code}
+checkFunApp :: Type                -- The function type
+           -> [Type]               -- The arg type(s)
+           -> Message              -- Error messgae
+           -> LintM (Maybe Type)   -- The result type
+
+checkFunApp fun_ty arg_tys msg loc scope errs
+  = cfa res_ty expected_arg_tys arg_tys
+  where
+    (expected_arg_tys, res_ty) = splitFunTys (dropForAlls fun_ty)
+
+    cfa res_ty expected []     -- Args have run out; that's fine
+      = (Just (mkFunTys expected res_ty), errs)
+
+    cfa res_ty [] arg_tys      -- Expected arg tys ran out first;
+                               -- first see if res_ty is a tyvar template;
+                               -- otherwise, maybe res_ty is a
+                               -- dictionary type which is actually a function?
+      | isTyVarTy res_ty
+      = (Just res_ty, errs)
+      | otherwise
+      = case splitFunTys res_ty of
+         ([], _)                 -> (Nothing, addErr errs msg loc)     -- Too many args
+         (new_expected, new_res) -> cfa new_res new_expected arg_tys
+
+    cfa res_ty (expected_arg_ty:expected_arg_tys) (arg_ty:arg_tys)
+      = cfa res_ty expected_arg_tys arg_tys
+\end{code}
+
+\begin{code}
+checkInScope :: Id -> LintM ()
+checkInScope id loc scope errs
+  = if isLocalId id && not (id `elemVarSet` scope) then
+       ((), addErr errs (hsep [ppr id, ptext SLIT("is out of scope")]) loc)
+    else
+       ((), errs)
+
+checkTys :: Type -> Type -> Message -> LintM ()
+checkTys ty1 ty2 msg loc scope errs
+  = -- if (ty1 == ty2) then
+    ((), errs)
+    -- else ((), addErr errs msg loc)
+\end{code}
+
+\begin{code}
+mkCaseAltMsg :: [StgAlt] -> Message
+mkCaseAltMsg alts
+  = ($$) (text "In some case alternatives, type of alternatives not all same:")
+           (empty) -- LATER: ppr alts
+
+mkDefltMsg :: Id -> Message
+mkDefltMsg bndr
+  = ($$) (ptext SLIT("Binder of a case expression doesn't match type of scrutinee:"))
+           (panic "mkDefltMsg")
+
+mkFunAppMsg :: Type -> [Type] -> StgExpr -> Message
+mkFunAppMsg fun_ty arg_tys expr
+  = vcat [text "In a function application, function type doesn't match arg types:",
+             hang (ptext SLIT("Function type:")) 4 (ppr fun_ty),
+             hang (ptext SLIT("Arg types:")) 4 (vcat (map (ppr) arg_tys)),
+             hang (ptext SLIT("Expression:")) 4 (ppr expr)]
+
+mkRhsConMsg :: Type -> [Type] -> Message
+mkRhsConMsg fun_ty arg_tys
+  = vcat [text "In a RHS constructor application, con type doesn't match arg types:",
+             hang (ptext SLIT("Constructor type:")) 4 (ppr fun_ty),
+             hang (ptext SLIT("Arg types:")) 4 (vcat (map (ppr) arg_tys))]
+
+mkAltMsg1 :: Type -> Message
+mkAltMsg1 ty
+  = ($$) (text "In a case expression, type of scrutinee does not match patterns")
+        (ppr ty)
+
+mkAlgAltMsg2 :: Type -> DataCon -> Message
+mkAlgAltMsg2 ty con
+  = vcat [
+       text "In some algebraic case alternative, constructor is not a constructor of scrutinee type:",
+       ppr ty,
+       ppr con
+    ]
+
+mkAlgAltMsg3 :: DataCon -> [Id] -> Message
+mkAlgAltMsg3 con alts
+  = vcat [
+       text "In some algebraic case alternative, number of arguments doesn't match constructor:",
+       ppr con,
+       ppr alts
+    ]
+
+mkAlgAltMsg4 :: Type -> Id -> Message
+mkAlgAltMsg4 ty arg
+  = vcat [
+       text "In some algebraic case alternative, type of argument doesn't match data constructor:",
+       ppr ty,
+       ppr arg
+    ]
+
+mkCaseOfCaseMsg :: StgExpr -> Message
+mkCaseOfCaseMsg e
+  = text "Case of non-tail-call:" $$ ppr e
+
+mkRhsMsg :: Id -> Type -> Message
+mkRhsMsg binder ty
+  = vcat [hsep [ptext SLIT("The type of this binder doesn't match the type of its RHS:"),
+                    ppr binder],
+             hsep [ptext SLIT("Binder's type:"), ppr (idType binder)],
+             hsep [ptext SLIT("Rhs type:"), ppr ty]
+            ]
+
+mkUnLiftedTyMsg binder rhs
+  = (ptext SLIT("Let(rec) binder") <+> quotes (ppr binder) <+> 
+     ptext SLIT("has unlifted type") <+> quotes (ppr (idType binder)))
+    $$
+    (ptext SLIT("RHS:") <+> ppr rhs)
+\end{code}