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[diderot] Diff of /trunk/src/compiler/typechecker/typechecker.sml
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Diff of /trunk/src/compiler/typechecker/typechecker.sml

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trunk/src/typechecker/typechecker.sml revision 96, Thu May 27 17:57:31 2010 UTC trunk/src/compiler/typechecker/typechecker.sml revision 2356, Sun Apr 7 14:45:25 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1  (* typechecker.sml  (* typechecker.sml
2   *   *
3   * COPYRIGHT (c) 2010 The Diderot Project (http://diderot.cs.uchicago.edu)   * COPYRIGHT (c) 2013 The Diderot Project (http://diderot-language.cs.uchicago.edu)
4   * All rights reserved.   * All rights reserved.
5     *
6     * TODO:
7     *      prune unreachable code?? (see simplify/simplify.sml)
8     *      error recovery so that we can detect multiple errors in a single compile
9     *      check that the args of strand creation have the same type and number as the params
10   *)   *)
11    
12  structure Typechecker : sig  structure Typechecker : sig
13    
     exception Error  
   
14      val check : Error.err_stream -> ParseTree.program -> AST.program      val check : Error.err_stream -> ParseTree.program -> AST.program
15    
16    end = struct    end = struct
17    
18        structure BV = BasisVars
19      structure PT = ParseTree      structure PT = ParseTree
20      structure Ty = Types      structure Ty = Types
21      structure TU = TypeUtil      structure TU = TypeUtil
22      structure U = Util      structure U = Util
23    
24      exception Error    (* exception to abort typechecking when we hit an error.  Eventually, we should continue
25       * checking for more errors and not use this.
26       *)
27        exception TypeError
28    
29        datatype scope
30          = GlobalScope
31          | FunctionScope of Ty.ty * Atom.atom
32          | StrandScope
33          | MethodScope of StrandUtil.method_name
34          | InitScope
35    
36        type env = {
37            scope : scope,
38            bindings : Error.location AtomMap.map,
39            env : Env.env
40          }
41    
42      type context = Error.err_stream * Error.span      type context = Error.err_stream * Error.span
43    
44      (* start a new scope *)
45        fun functionScope ({scope, bindings, env}, ty, f) =
46              {scope=FunctionScope(ty, f), bindings=AtomMap.empty, env=env}
47        fun strandScope {scope, bindings, env} =
48              {scope=StrandScope, bindings=AtomMap.empty, env=env}
49        fun methodScope ({scope, bindings, env}, name) =
50              {scope=MethodScope name, bindings=AtomMap.empty, env=env}
51        fun initScope {scope, bindings, env} =
52              {scope=InitScope, bindings=AtomMap.empty, env=env}
53        fun blockScope {scope, bindings, env} =
54              {scope=scope, bindings=AtomMap.empty, env=env}
55    
56        fun inStrand {scope=StrandScope, bindings, env} = true
57          | inStrand {scope=MethodScope _, ...} = true
58          | inStrand _ = false
59    
60        fun insertStrand ({scope, bindings, env}, cxt, s as AST.Strand{name, ...}) = {
61                scope=scope,
62                bindings = AtomMap.insert(bindings, name, Error.location cxt),
63                env=Env.insertStrand(env, s)
64              }
65        fun insertFunc ({scope, bindings, env}, cxt, f, f') = {
66                scope=scope,
67                bindings = AtomMap.insert(bindings, f, Error.location cxt),
68                env=Env.insertFunc(env, f, Env.UserFun f')
69              }
70        fun insertLocal ({scope, bindings, env}, cxt, x, x') = {
71                scope=scope,
72                bindings = AtomMap.insert(bindings, x, Error.location cxt),
73                env=Env.insertLocal(env, x, x')
74              }
75        fun insertGlobal ({scope, bindings, env}, cxt, x, x') = {
76                scope=scope,
77                bindings = AtomMap.insert(bindings, x, Error.location cxt),
78                env=Env.insertGlobal(env, x, x')
79              }
80    
81      fun withContext ((errStrm, _), {span, tree}) =      fun withContext ((errStrm, _), {span, tree}) =
82            ((errStrm, span), tree)            ((errStrm, span), tree)
83      fun withEnvAndContext (env, (errStrm, _), {span, tree}) =      fun withEnvAndContext (env, (errStrm, _), {span, tree}) =
84            (env, (errStrm, span), tree)            (env, (errStrm, span), tree)
85    
     fun error ((errStrm, span), msg) = (  
           Error.errorAt(errStrm, span, msg);  
           raise Error)  
   
86      datatype token      datatype token
87        = S of string | A of Atom.atom        = S of string | A of Atom.atom
88        | V of AST.var | TY of Types.ty | TYS of Types.ty list        | V of AST.var | TY of Types.ty | TYS of Types.ty list
89    
90      fun err (cxt, toks) = let      local
91          fun tysToString tys = String.concat[
92                  "(", String.concatWith " * " (List.map TU.toString tys), ")"
93                ]
94            fun tok2str (S s) = s            fun tok2str (S s) = s
95              | tok2str (A a) = Atom.toString a          | tok2str (A a) = concat["'", Atom.toString a, "'"]
96              | tok2str (V x) = Var.nameOf x          | tok2str (V x) = concat["'", Var.nameOf x, "'"]
97              | tok2str (TY ty) = TU.toString ty              | tok2str (TY ty) = TU.toString ty
98              | tok2str (TYS []) = "()"              | tok2str (TYS []) = "()"
99              | tok2str (TYS[ty]) = TU.toString ty              | tok2str (TYS[ty]) = TU.toString ty
100              | tok2str (TYS tys) = String.concat[          | tok2str (TYS tys) = tysToString tys
                   "(", String.concatWith " * " (List.map TU.toString tys), ")"  
                 ]  
101            in            in
102              error(cxt, List.map tok2str toks)      fun warn ((errStrm, span), toks) = Error.warningAt(errStrm, span, List.map tok2str toks)
103            end      fun err ((errStrm, span), toks) = (
104              Error.errorAt(errStrm, span, List.map tok2str toks);
105    (* FIXME: add error recovery *)
106              raise TypeError)
107        end (* local *)
108    
109        fun checkForRedef (env : env, cxt : context, x) = (case AtomMap.find(#bindings env,x)
110               of SOME loc => err (cxt, [
111                      S "redefinition of ", A x, S ", previous definition at ",
112                      S(Error.locToString loc)
113                    ])
114                | NONE => ()
115              (* end case *))
116    
117      val realZero = AST.E_Lit(Literal.Float(FloatLit.zero true))      val realZero = AST.E_Lit(Literal.Float(FloatLit.zero true))
118    
119    (* check a differentiation level, which muse be >= 0 *)    (* check a differentiation level, which must be >= 0 *)
120      fun checkDiff (cxt, k) =      fun checkDiff (cxt, k) =
121            if (k < 0)            if (k < 0)
122              then raise Fail "differentiation must be >= 0"              then err (cxt, [S "differentiation must be >= 0"])
123              else Ty.DiffConst(IntInf.toInt k)              else Ty.DiffConst(IntInf.toInt k)
124    
125    (* check a dimension, which must be 2 or 3 *)    (* check a sequence dimension, which must be > 0 *)
126        fun checkSeqDim (cxt, d) =
127              if (d < 0)
128                then err (cxt, [S "invalid dimension; must be positive"])
129                else Ty.DimConst(IntInf.toInt d)
130    
131      (* check a dimension, which must be 1, 2 or 3 *)
132      fun checkDim (cxt, d) =      fun checkDim (cxt, d) =
133            if (d <= 0)            if (d < 1) orelse (3 < d)
134              then raise Fail "invalid dimension; must be > 0"              then err (cxt, [S "invalid dimension; must be 1, 2, or 3"])
135              else Ty.DimConst(IntInf.toInt d)              else Ty.DimConst(IntInf.toInt d)
136    
137    (* check a shape *)    (* check a shape *)
138      fun checkShape (cxt, shape) = let      fun checkShape (cxt, shape) = let
139            fun chkDim d = if (d < 1)            fun checkDim d =
140                  then raise Fail "invalid shape dimension; must be >= 1"                  if (d <= 1)
141                      then err (cxt, [S "invalid tensor-shape dimension; must be > 1"])
142                  else Ty.DimConst(IntInf.toInt d)                  else Ty.DimConst(IntInf.toInt d)
143            in            in
144              Ty.Shape(List.map chkDim shape)              Ty.Shape(List.map checkDim shape)
145            end            end
146    
147    (* check the well-formedness of a type and translate it to an AST type *)    (* check the well-formedness of a type and translate it to an AST type *)
# Line 91  Line 164 
164                    dim = checkDim (cxt, dim),                    dim = checkDim (cxt, dim),
165                    shape = checkShape (cxt, shape)                    shape = checkShape (cxt, shape)
166                  }                  }
167              | PT.T_Array(ty, dims) => raise Fail "Array type"              | PT.T_Seq(ty, dim) => let
168                    val ty = checkTy(cxt, ty)
169                    in
170                      if TU.isValueType ty
171                        then Ty.T_Sequence(ty, checkSeqDim (cxt, dim))
172                        else err(cxt, [S "elements of sequence types must be value types"])
173                    end
174            (* end case *))            (* end case *))
175    
176      fun checkLit lit = (case lit      fun checkLit lit = (case lit
# Line 101  Line 180 
180              | (Literal.Bool _) => (AST.E_Lit lit, Ty.T_Bool)              | (Literal.Bool _) => (AST.E_Lit lit, Ty.T_Bool)
181            (* end case *))            (* end case *))
182    
183        fun coerceExp (Ty.T_Tensor(Ty.Shape[]), Ty.T_Int, AST.E_Lit(Literal.Int n)) =
184              AST.E_Lit(Literal.Float(FloatLit.fromInt n))
185          | coerceExp (ty1, ty2, e) = AST.E_Coerce{srcTy=ty2, dstTy=ty1, e=e}
186    
187        fun coerceType (dstTy, srcTy, e) = (case U.matchType(dstTy, srcTy)
188               of U.EQ => SOME e
189                | U.COERCE => SOME(coerceExp (dstTy, srcTy, e))
190                | U.FAIL => NONE
191              (* end case *))
192    
193        fun realType (ty as Ty.T_Tensor(Ty.Shape[])) = ty
194          | realType (ty as Ty.T_Int) = Ty.realTy
195          | realType ty = ty
196    
197    (* resolve overloading: we use a simple scheme that selects the first operator in the    (* resolve overloading: we use a simple scheme that selects the first operator in the
198     * list that matches the argument types.     * list that matches the argument types.
199     *)     *)
200      fun resolveOverload (cxt, rator, argTys, args, candidates) = let      fun resolveOverload (_, rator, _, _, []) = raise Fail(concat[
201            fun tryCandidates [] = err(cxt, [              "resolveOverload: \"", Atom.toString rator, "\" has no candidates"
202                    S "unable to resolve overloaded operator \"", A rator, S "\"\n",            ])
203          | resolveOverload (cxt, rator, argTys, args, candidates) = let
204    (* FIXME: we could be more efficient by just checking for coercion matchs the first pass
205     * and remembering those that are not pure EQ matches.
206     *)
207            (* try to match candidates while allowing type coercions *)
208              fun tryMatchCandidates [] = err(cxt, [
209                      S "unable to resolve overloaded operator ", A rator, S "\n",
210                    S "  argument type is: ", TYS argTys, S "\n"                    S "  argument type is: ", TYS argTys, S "\n"
211                  ])                  ])
212                | tryMatchCandidates (x::xs) = let
213                    val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf x)
214                    in
215                      case U.tryMatchArgs (domTy, args, argTys)
216                       of SOME args' => (AST.E_Apply(x, tyArgs, args', rngTy), rngTy)
217                        | NONE => tryMatchCandidates xs
218                      (* end case *)
219                    end
220              fun tryCandidates [] = tryMatchCandidates candidates
221              | tryCandidates (x::xs) = let              | tryCandidates (x::xs) = let
222                  val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf x)                  val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf x)
223                  in                  in
224                    if U.tryMatchTypes(domTy, argTys)                    if U.tryEqualTypes(domTy, argTys)
225                      then (AST.E_Apply(x, tyArgs, args, rngTy), rngTy)                      then (AST.E_Apply(x, tyArgs, args, rngTy), rngTy)
226                      else tryCandidates xs                      else tryCandidates xs
227                  end                  end
# Line 121  Line 230 
230            end            end
231    
232    (* typecheck an expression and translate it to AST *)    (* typecheck an expression and translate it to AST *)
233      fun checkExpr (env, cxt, e) = (case e      fun checkExpr (env : env, cxt, e) = (case e
234             of PT.E_Mark m => checkExpr (withEnvAndContext (env, cxt, m))             of PT.E_Mark m => checkExpr (withEnvAndContext (env, cxt, m))
235              | PT.E_Var x => (case Env.findVar (env, x)              | PT.E_Var x => (case Env.findVar (#env env, x)
236                   of SOME x' => let                   of SOME x' => (AST.E_Var x', Var.monoTypeOf x')
                       val (args, ty) = Util.instantiate(Var.typeOf x')  
                       in  
                         (AST.E_Var(x', args, ty), ty)  
                       end  
237                    | NONE => err(cxt, [S "undeclared variable ", A x])                    | NONE => err(cxt, [S "undeclared variable ", A x])
238                  (* end case *))                  (* end case *))
239              | PT.E_Lit lit => checkLit lit              | PT.E_Lit lit => checkLit lit
# Line 138  Line 243 
243                  in                  in
244                    case (ty1, ty2)                    case (ty1, ty2)
245                     of (Ty.T_Bool, Ty.T_Bool) =>                     of (Ty.T_Bool, Ty.T_Bool) =>
246                          (AST.E_Cond(e1', AST.E_Lit(Literal.Bool true), e2'), Ty.T_Bool)                          (AST.E_Cond(e1', AST.E_Lit(Literal.Bool true), e2', Ty.T_Bool), Ty.T_Bool)
247                      | _ => raise Fail "arguments to \"||\" must have bool type"                      | _ => err (cxt, [S "arguments to \"||\" must have bool type"])
248                    (* end case *)                    (* end case *)
249                  end                  end
250              | PT.E_AndAlso(e1, e2) => let              | PT.E_AndAlso(e1, e2) => let
# Line 148  Line 253 
253                  in                  in
254                    case (ty1, ty2)                    case (ty1, ty2)
255                     of (Ty.T_Bool, Ty.T_Bool) =>                     of (Ty.T_Bool, Ty.T_Bool) =>
256                          (AST.E_Cond(e1', e2', AST.E_Lit(Literal.Bool false)), Ty.T_Bool)                          (AST.E_Cond(e1', e2', AST.E_Lit(Literal.Bool false), Ty.T_Bool), Ty.T_Bool)
257                      | _ => raise Fail "arguments to \"||\" must have bool type"                      | _ => err (cxt, [S "arguments to \"&&\" must have bool type"])
258                      (* end case *)
259                    end
260                | PT.E_Cond(e1, cond, e2) => let
261                    val (e1', ty1) = checkExpr(env, cxt, e1)
262                    val (e2', ty2) = checkExpr(env, cxt, e2)
263                    in
264                      case checkExpr(env, cxt, cond)
265                       of (cond', Ty.T_Bool) =>
266                            if U.equalType(ty1, ty2)
267                              then (AST.E_Cond(cond', e1', e2', ty1), ty1)
268                              else err (cxt, [
269                                  S "types do not match in conditional expression\n",
270                                  S "  true branch:  ", TY ty1, S "\n",
271                                  S "  false branch: ", TY ty2
272                                ])
273                        | (_, ty') => err (cxt, [S "expected bool type, but found ", TY ty'])
274                    (* end case *)                    (* end case *)
275                  end                  end
276              | PT.E_BinOp(e1, rator, e2) => let              | PT.E_BinOp(e1, rator, e2) => let
277                  val (e1', ty1) = checkExpr(env, cxt, e1)                  val (e1', ty1) = checkExpr(env, cxt, e1)
278                  val (e2', ty2) = checkExpr(env, cxt, e2)                  val (e2', ty2) = checkExpr(env, cxt, e2)
279                  in                  in
280                    case Basis.findOp rator                    if Atom.same(rator, BasisNames.op_dot)
281                     of [rator] => let                      (* we have to handle inner product as a special case, because out type
282                         * system cannot express the constraint that the type is
283                         *     ALL[sigma1, d1, sigma2] . tensor[sigma1, d1] * tensor[d1, sigma2] -> tensor[sigma1, sigma2]
284                         *)
285                        then (case (TU.prune ty1, TU.prune ty2)
286                           of (Ty.T_Tensor(s1 as Ty.Shape(dd1 as _::_)), Ty.T_Tensor(s2 as Ty.Shape(d2::dd2))) => let
287                                val (dd1, d1) = let
288                                      fun splitLast (prefix, [d]) = (List.rev prefix, d)
289                                        | splitLast (prefix, d::dd) = splitLast (d::prefix, dd)
290                                        | splitLast (_, []) = raise Fail "impossible"
291                                      in
292                                        splitLast ([], dd1)
293                                      end
294                                val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf BV.op_inner)
295                                val resTy = Ty.T_Tensor(Ty.Shape(dd1@dd2))
296                                in
297                                  if U.equalDim(d1, d2)
298                                  andalso U.equalTypes(domTy, [ty1, ty2])
299                                  andalso U.equalType(rngTy, resTy)
300                                    then (AST.E_Apply(BV.op_inner, tyArgs, [e1', e2'], rngTy), rngTy)
301                                    else err (cxt, [
302                                        S "type error for arguments of binary operator \"•\"\n",
303                                        S "  found: ", TYS[ty1, ty2], S "\n"
304                                      ])
305                                end
306                           | (ty1, ty2) => err (cxt, [
307                                  S "type error for arguments of binary operator \"•\"\n",
308                                  S "  found: ", TYS[ty1, ty2], S "\n"
309                                ])
310                          (* end case *))
311                      else if Atom.same(rator, BasisNames.op_colon)
312                        then (case (TU.prune ty1, TU.prune ty2)
313                           of (Ty.T_Tensor(s1 as Ty.Shape(dd1 as _::_::_)), Ty.T_Tensor(s2 as Ty.Shape(d21::d22::dd2))) => let
314                                val (dd1, d11, d12) = let
315                                      fun splitLast (prefix, [d1, d2]) = (List.rev prefix, d1, d2)
316                                        | splitLast (prefix, d::dd) = splitLast (d::prefix, dd)
317                                        | splitLast (_, []) = raise Fail "impossible"
318                                      in
319                                        splitLast ([], dd1)
320                                      end
321                                val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf BV.op_colon)
322                                val resTy = Ty.T_Tensor(Ty.Shape(dd1@dd2))
323                                in
324                                  if U.equalDim(d11, d21) andalso U.equalDim(d12, d22)
325                                  andalso U.equalTypes(domTy, [ty1, ty2])
326                                  andalso U.equalType(rngTy, resTy)
327                                    then (AST.E_Apply(BV.op_colon, tyArgs, [e1', e2'], rngTy), rngTy)
328                                    else err (cxt, [
329                                        S "type error for arguments of binary operator \":\"\n",
330                                        S "  found: ", TYS[ty1, ty2], S "\n"
331                                      ])
332                                end
333                           | (ty1, ty2) => err (cxt, [
334                                  S "type error for arguments of binary operator \":\"\n",
335                                  S "  found: ", TYS[ty1, ty2], S "\n"
336                                ])
337                          (* end case *))
338                        else (case Env.findFunc (#env env, rator)
339                           of Env.PrimFun[rator] => let
340                          val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf rator)                          val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf rator)
341                          in                          in
342                            if U.matchTypes(domTy, [ty1, ty2])                                case U.matchArgs(domTy, [e1', e2'], [ty1, ty2])
343                              then (AST.E_Apply(rator, tyArgs, [e1', e2'], rngTy), rngTy)                                 of SOME args => (AST.E_Apply(rator, tyArgs, args, rngTy), rngTy)
344                              else err (cxt, [                                  | NONE => err (cxt, [
345                                  S "type error for binary operator \"", V rator, S "\"\n",                                  S "type error for binary operator \"", V rator, S "\"\n",
346                                  S "  expected:  ", TYS domTy, S "\n",                                  S "  expected:  ", TYS domTy, S "\n",
347                                  S "  but found: ", TYS[ty1, ty2], S "\n"                                        S "  but found: ", TYS[ty1, ty2]
348                                ])                                ])
                         end  
                     | ovldList => resolveOverload (cxt, rator, [ty1, ty2], [e1', e2'], ovldList)  
349                    (* end case *)                    (* end case *)
350                  end                  end
351                            | Env.PrimFun ovldList =>
352                                resolveOverload (cxt, rator, [ty1, ty2], [e1', e2'], ovldList)
353                            | _ => raise Fail "impossible"
354                          (* end case *))
355                    end
356              | PT.E_UnaryOp(rator, e) => let              | PT.E_UnaryOp(rator, e) => let
357                  val (e', ty) = checkExpr(env, cxt, e)                  val (e', ty) = checkExpr(env, cxt, e)
358                  in                  in
359                    case Basis.findOp rator                    case Env.findFunc (#env env, rator)
360                     of [rator] => let                     of Env.PrimFun[rator] => let
361                          val (tyArgs, Ty.T_Fun([domTy], rngTy)) = Util.instantiate(Var.typeOf rator)                          val (tyArgs, Ty.T_Fun([domTy], rngTy)) = U.instantiate(Var.typeOf rator)
362                          in                          in
363                            if U.matchType(domTy, ty)                            case coerceType (domTy, ty, e')
364                              then (AST.E_Apply(rator, tyArgs, [e'], rngTy), rngTy)                             of SOME e' => (AST.E_Apply(rator, tyArgs, [e'], rngTy), rngTy)
365                              else err (cxt, [                              | NONE => err (cxt, [
366                                  S "type error for unary operator \"", V rator, S "\"\n",                                  S "type error for unary operator \"", V rator, S "\"\n",
367                                  S "  expected:  ", TY domTy, S "\n",                                  S "  expected:  ", TY domTy, S "\n",
368                                  S "  but found: ", TY ty, S "\n"                                    S "  but found: ", TY ty
369                                ])                                ])
370                              (* end case *)
371                          end                          end
372                      | ovldList => resolveOverload (cxt, rator, [ty], [e'], ovldList)                      | Env.PrimFun ovldList => resolveOverload (cxt, rator, [ty], [e'], ovldList)
373                        | _ => raise Fail "impossible"
374                    (* end case *)                    (* end case *)
375                  end                  end
376              | PT.E_Tuple args => let              | PT.E_Slice(e, indices) => let
377                  val (args, tys) = checkExprList (env, cxt, args)                  val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
378                    fun checkIndex NONE = NONE
379                      | checkIndex (SOME e) = let
380                          val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
381                  in                  in
382                    raise Fail "E_Tuple not yet implemented"                          if U.equalType(ty, Ty.T_Int)
383                              then (SOME e')
384                              else err (cxt, [
385                                  S "type error in index expression\n",
386                                  S "  expected int, but found: ", TY ty
387                                ])
388                  end                  end
389              | PT.E_Apply(f, args) => let                  val indices' = List.map checkIndex indices
390                  val (args, tys) = checkExprList (env, cxt, args)                  val order = List.length indices'
391                    val expectedTy = TU.mkTensorTy order
392                    val resultTy = TU.slice(expectedTy, List.map Option.isSome indices')
393                  in                  in
394                    case Env.findVar (env, f)                    if U.equalType(ty, expectedTy)
395                     of SOME f => (case Util.instantiate(Var.typeOf f)                      then ()
                          of (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) =>  
                               if U.matchTypes(domTy, tys)  
                                 then (AST.E_Apply(f, tyArgs, args, rngTy), rngTy)  
396                                  else err(cxt, [                                  else err(cxt, [
397                            S "type error in slice operation\n",
398                            S "  expected:  ", S(Int.toString order), S "-order tensor\n",
399                            S "  but found: ", TY ty
400                          ]);
401                      (AST.E_Slice(e', indices', resultTy), resultTy)
402                    end
403                | PT.E_Subscript(e1, e2) => let
404                    val (e1', ty1) = checkExpr (env, cxt, e1)
405                    val (e2', ty2) = checkExpr (env, cxt, e2)
406                    fun chkIndex () = if U.equalType(ty2, Ty.T_Int)
407                            then ()
408                            else err (cxt, [
409                                S "expected int type for subscript index\n",
410                                S "  but found: ", TY ty2
411                              ])
412                    fun finish rator = let
413                          val (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) = U.instantiate(Var.typeOf rator)
414                          in
415                            if U.equalTypes(domTy, [ty1, ty2])
416                              then let
417                                val exp = AST.E_Apply(rator, tyArgs, [e1', e2'], rngTy)
418                                in
419                                  (exp, rngTy)
420                                end
421                              else raise Fail "unexpected unification failure"
422                          end
423                    in
424                      case TU.pruneHead ty1
425                       of Ty.T_Sequence _ => (
426                            chkIndex ();
427                            finish BV.subscript)
428                        | _ => err (cxt, [
429                              S "expected sequence type for subscript\n",
430                              S "  but found: ", TY ty1
431                            ])
432                      (* end case *)
433                    end
434                | PT.E_Apply(e, args) => let
435                    fun stripMark (PT.E_Mark{tree, ...}) = stripMark tree
436                      | stripMark e = e
437                    val (args, tys) = checkExprList (env, cxt, args)
438                    fun checkFunApp f = (case Util.instantiate(Var.typeOf f)
439                           of (tyArgs, Ty.T_Fun(domTy, rngTy)) => (
440                                case U.matchArgs (domTy, args, tys)
441                                 of SOME args => (AST.E_Apply(f, tyArgs, args, rngTy), rngTy)
442                                  | NONE => err(cxt, [
443                                      S "type error in application of ", V f, S "\n",                                      S "type error in application of ", V f, S "\n",
444                                      S "  expected:  ", TYS domTy, S "\n",                                      S "  expected:  ", TYS domTy, S "\n",
445                                      S "  but found: ", TYS tys, S "\n"                                      S "  but found: ", TYS tys
446                                    ])                                    ])
                           | _ => raise Fail "application of non-function"  
447                          (* end case *))                          (* end case *))
448                      | NONE => raise Fail "unknown function"                          | _ => err(cxt, [S "application of non-function ", V f])
449                          (* end case *))
450                    fun checkFieldApp (e1', ty1) = (case (args, tys)
451                           of ([e2'], [ty2]) => let
452                                val (tyArgs, Ty.T_Fun([fldTy, domTy], rngTy)) =
453                                      Util.instantiate(Var.typeOf BV.op_probe)
454                                fun tyError () = err (cxt, [
455                                        S "type error for field application\n",
456                                        S "  expected:  ", TYS[fldTy, domTy], S "\n",
457                                        S "  but found: ", TYS[ty1, ty2]
458                                      ])
459                                in
460                                  if U.equalType(fldTy, ty1)
461                                    then (case coerceType(domTy, ty2, e2')
462                                       of SOME e2' => (AST.E_Apply(BV.op_probe, tyArgs, [e1', e2'], rngTy), rngTy)
463                                        | NONE => tyError()
464                                      (* end case *))
465                                    else tyError()
466                                end
467                            | _ => err(cxt, [S "badly formed field application"])
468                          (* end case *))
469                    in
470                      case stripMark e
471                       of PT.E_Var f => (case Env.findVar (#env env, f)
472                             of SOME f' => checkFieldApp (AST.E_Var f', Var.monoTypeOf f')
473                              | NONE => (case Env.findFunc (#env env, f)
474                                   of Env.PrimFun[] => err(cxt, [S "unknown function ", A f])
475                                    | Env.PrimFun[f'] =>
476                                        if (inStrand env) andalso (Basis.isRestricted f')
477                                          then err(cxt, [
478                                              S "use of restricted operation ", V f',
479                                              S " in strand body"
480                                            ])
481                                          else checkFunApp f'
482                                    | Env.PrimFun ovldList =>
483                                        resolveOverload (cxt, f, tys, args, ovldList)
484                                    | Env.UserFun f' => checkFunApp f'
485                                  (* end case *))
486                              (* end case *))
487                        | _ => checkFieldApp (checkExpr (env, cxt, e))
488                    (* end case *)                    (* end case *)
489                  end                  end
490              | PT.E_Cons args => let              | PT.E_Tuple args => let
491                  val (args, ty::tys) = checkExprList (env, cxt, args)                  val (args, tys) = checkExprList (env, cxt, args)
492                  in                  in
493                    case TU.pruneHead ty                    raise Fail "E_Tuple not yet implemented" (* FIXME *)
494                     of Ty.T_Tensor shape => let                  end
495                          fun chkTy ty' = U.matchType(ty, ty')              | PT.E_Sequence args => (case checkExprList (env, cxt, args)
496                          val resTy = Ty.T_Tensor(Ty.shapeExt(shape, Ty.DimConst(List.length args)))  (* FIXME: need kind for concrete types here! *)
497                     of ([], _) => (AST.E_Cons[], Ty.T_Sequence(Ty.T_Var(MetaVar.newTyVar()), Ty.DimConst 0))
498                      | (args, ty::tys) =>
499                          if TU.isValueType(TU.pruneHead ty)
500                            then let
501                              fun chkTy ty' = U.equalType(ty, ty')
502                              val resTy = Ty.T_Sequence(ty, Ty.DimConst(List.length args))
503                          in                          in
504                            if List.all chkTy tys                            if List.all chkTy tys
505                              then (AST.E_Cons args, resTy)                              then (AST.E_Cons args, resTy)
506                              else raise Fail "arguments of tensor construction must have same type"                                else err(cxt, [S "arguments of sequence expression must have same type"])
507                              end
508                            else err(cxt, [S "sequence expression of non-value argument type"])
509                    (* end case *))
510                | PT.E_Cons args => let
511                    val (args, tys as ty::_) = checkExprList (env, cxt, args)
512                    in
513                      case realType(TU.pruneHead ty)
514                       of ty as Ty.T_Tensor shape => let
515                            val Ty.Shape dd = TU.pruneShape shape (* NOTE: this may fail if we allow user polymorphism *)
516                            val resTy = Ty.T_Tensor(Ty.Shape(Ty.DimConst(List.length args) :: dd))
517                            fun chkArgs (arg::args, argTy::tys, args') = (case coerceType(ty, argTy, arg)
518                                   of SOME arg' => chkArgs (args, tys, arg'::args')
519                                    | NONE => err(cxt, [S "arguments of tensor construction must have same type"])
520                                  (* end case *))
521                              | chkArgs ([], [], args') = (AST.E_Cons(List.rev args'), resTy)
522                            in
523                              chkArgs (args, tys, [])
524                          end                          end
525                      | _ => raise Fail "Invalid argument type for tensor construction"                      | _ => err(cxt, [S "Invalid argument type for tensor construction"])
526                    (* end case *)                    (* end case *)
527                  end                  end
528              | PT.E_Real e => (case checkExpr (env, cxt, e)              | PT.E_Real e => (case checkExpr (env, cxt, e)
529                   of (e', Ty.T_Int) =>                   of (e', Ty.T_Int) =>
530                        (AST.E_Apply(BasisVars.i2r, [], [e'], Ty.realTy), Ty.realTy)                        (AST.E_Apply(BV.i2r, [], [e'], Ty.realTy), Ty.realTy)
531                    | _ => raise Fail "argument of real conversion must be int"                    | _ => err(cxt, [S "argument of real conversion must be int"])
532                  (* end case *))                  (* end case *))
533                | PT.E_Id d => let
534                    val (tyArgs, Ty.T_Fun(_, rngTy)) =
535                          Util.instantiate(Var.typeOf(BV.identity))
536                    in
537                      if U.equalType(Ty.T_Tensor(checkShape(cxt, [d,d])), rngTy)
538                        then (AST.E_Apply(BV.identity, tyArgs, [], rngTy), rngTy)
539                        else raise Fail "impossible"
540                    end
541                | PT.E_Zero dd => let
542                    val (tyArgs, Ty.T_Fun(_, rngTy)) =
543                          Util.instantiate(Var.typeOf(BV.zero))
544                    in
545                      if U.equalType(Ty.T_Tensor(checkShape(cxt, dd)), rngTy)
546                        then (AST.E_Apply(BV.zero, tyArgs, [], rngTy), rngTy)
547                        else raise Fail "impossible"
548                    end
549            (* end case *))            (* end case *))
550    
551    (* typecheck a list of expressions returning a list of AST expressions and a list    (* typecheck a list of expressions returning a list of AST expressions and a list
# Line 254  Line 568 
568                  val x' = Var.new (x, kind, ty)                  val x' = Var.new (x, kind, ty)
569                  val (e', ty') = checkExpr (env, cxt, e)                  val (e', ty') = checkExpr (env, cxt, e)
570                  in                  in
571  (* FIXME: check types *)                    case coerceType (ty, ty', e')
572                    (x, x', e')                     of SOME e' => (x, x', e')
573                        | NONE => err(cxt, [
574                            S "type of variable ", A x,
575                            S " does not match type of initializer\n",
576                            S "  expected: ", TY ty, S "\n",
577                            S "  but found: ", TY ty'
578                          ])
579                      (* end case *)
580                  end                  end
581            (* end case *))            (* end case *))
582    
583      (* check for unreachable code and non-return statements in the tail position of a function.
584       * Note that unreachable code is typechecked and included in the AST.  It is pruned away
585       * by simplify.
586       *)
587        fun chkCtlFlow (cxt, scope, stm) = let
588              val (inFun, inUpdate, funName) = (case scope
589                     of FunctionScope(_, f) => (true, false, Atom.toString f)
590                      | MethodScope StrandUtil.Update => (false, true, "")
591                      | _ => (false, false, "")
592                    (* end case *))
593            (* checks a statement for correct control flow; it returns false if control may
594             * flow from the statement to the next in a sequence and true if control cannot
595             * flow to the next statement.
596             *)
597              fun chk ((errStrm, _), hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_Mark{span, tree}) =
598                    chk((errStrm, span), hasSucc, isJoin, unreachable, tree)
599                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_Block(stms as _::_)) = let
600                    fun chk' ([], escapes) = escapes
601                      | chk' ([stm], escapes) =
602                          chk(cxt, hasSucc, isJoin, escapes orelse unreachable, stm) orelse escapes
603                      | chk' (stm::stms, escapes) = let
604                          val escapes = chk(cxt, true, false, escapes orelse unreachable, stm) orelse escapes
605                          in
606                            chk'(stms, escapes)
607                          end
608                    in
609                      chk' (stms, false)
610                    end
611                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_IfThen(_, stm)) = (
612                    if inFun andalso not hasSucc andalso not unreachable
613                      then err(cxt, [
614                            S "Missing return statement in tail position of function ", S funName
615                        ])
616                      else ();
617                    ignore (chk (cxt, hasSucc, true, unreachable, stm));
618                    false)
619                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_IfThenElse(_, stm1, stm2)) = let
620                    val escapes = chk (cxt, hasSucc, true, unreachable, stm1)
621                    val escapes = chk (cxt, hasSucc, true, unreachable, stm2) andalso escapes
622                    in
623                      if escapes andalso hasSucc andalso not unreachable
624                        then (
625                          warn(cxt, [S "unreachable statements after \"if-then-else\" statement"]);
626                          true)
627                        else escapes
628                    end
629                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_Die) = (
630                    if not inUpdate
631                      then err(cxt, [S "\"die\" statment outside of update method"])
632                    else if hasSucc andalso not isJoin andalso not unreachable
633                      then warn(cxt, [S "statements following \"die\" statment are unreachable"])
634                      else ();
635                    true)
636                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_Stabilize) = (
637                    if not inUpdate
638                      then err(cxt, [S "\"stabilize\" statment outside of update method"])
639                    else if hasSucc andalso not isJoin andalso not unreachable
640                      then warn(cxt, [S "statements following \"stabilize\" statment are unreachable"])
641                      else ();
642                    true)
643                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, PT.S_Return _) = (
644                    if not inFun
645                      then err(cxt, [S "\"return\" statment outside of function body"])
646                    else if hasSucc andalso not isJoin andalso not unreachable
647                      then warn(cxt, [S "statements following \"return\" statment are unreachable"])
648                      else ();
649                    true)
650                | chk (cxt, hasSucc, isJoin, unreachable, _) = (
651                    if inFun andalso not hasSucc andalso not unreachable
652                      then err(cxt, [
653                            S "Missing return statement in tail position of function ", S funName
654                        ])
655                      else ();
656                    false)
657              in
658                ignore (chk (cxt, false, false, false, stm))
659              end
660    
661      (* check the creation of a new strand; either in a "new" statement or in an "initially"
662       * block.
663       *)
664        fun checkStrandCreate (env, cxt, strand, args) = let
665              val argsAndTys' = List.map (fn e => checkExpr(env, cxt, e)) args
666              val (args', tys') = ListPair.unzip argsAndTys'
667              in
668              (* check that strand is defined and that the argument types match *)
669                case Env.findStrand (#env env, strand)
670                 of SOME(AST.Strand{params, ...}) => let
671                      val paramTys = List.map Var.monoTypeOf params
672                      in
673                        case U.matchArgs (paramTys, args', tys')
674                         of SOME args' => (strand, args', env)
675                          | NONE => err(cxt, [
676                              S "type error in new ", A strand, S "\n",
677                              S "  expected:  ", TYS paramTys, S "\n",
678                              S "  but found: ", TYS tys'
679                            ])
680                        (* end case *)
681                      end
682                  | NONE => err(cxt, [S "unknown strand ", A strand])
683                (* end case *)
684              end
685    
686    (* typecheck a statement and translate it to AST *)    (* typecheck a statement and translate it to AST *)
687      fun checkStmt (env, cxt, s) = (case s      fun checkStmt (env : env, cxt : context, stm) = let
688             of PT.S_Mark m => checkStmt (withEnvAndContext (env, cxt, m))            fun chkStmt (env : env, cxt : context, s) = (case s
689                     of PT.S_Mark m => chkStmt (withEnvAndContext (env, cxt, m))
690              | PT.S_Block stms => let              | PT.S_Block stms => let
691                  fun chk (_, [], stms) = AST.S_Block(List.rev stms)                  fun chk (_, [], stms) = AST.S_Block(List.rev stms)
692                    | chk (env, s::ss, stms) = let                    | chk (env, s::ss, stms) = let
693                        val (s', env') = checkStmt (env, cxt, s)                              val (s', env') = chkStmt (env, cxt, s)
694                        in                        in
695                          chk (env', ss, s'::stms)                          chk (env', ss, s'::stms)
696                        end                        end
697                  in                  in
698                    (chk (env, stms, []), env)                          (chk (blockScope env, stms, []), env)
699                  end                  end
700              | PT.S_Decl vd => let              | PT.S_Decl vd => let
701                  val (x, x', e) = checkVarDecl (env, cxt, Var.LocalVar, vd)                  val (x, x', e) = checkVarDecl (env, cxt, Var.LocalVar, vd)
702                  in                  in
703                    (AST.S_Decl(AST.VD_Decl(x', e)), Env.insertLocal(env, x, x'))                          checkForRedef (env, cxt, x);
704                            (AST.S_Decl(AST.VD_Decl(x', e)), insertLocal(env, cxt, x, x'))
705                  end                  end
706              | PT.S_IfThen(e, s) => let              | PT.S_IfThen(e, s) => let
707                  val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)                  val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
708                  val (s', _) = checkStmt (env, cxt, s)                        val (s', _) = chkStmt (env, cxt, s)
709                  in                  in
710                  (* check that condition has bool type *)                  (* check that condition has bool type *)
711                    case ty                    case ty
712                     of Ty.T_Bool => ()                     of Ty.T_Bool => ()
713                      | _ => raise Fail "condition not boolean type"                            | _ => err(cxt, [S "condition not boolean type"])
714                    (* end case *);                    (* end case *);
715                    (AST.S_IfThenElse(e', s', AST.S_Block[]), env)                    (AST.S_IfThenElse(e', s', AST.S_Block[]), env)
716                  end                  end
717              | PT.S_IfThenElse(e, s1, s2) => let              | PT.S_IfThenElse(e, s1, s2) => let
718                  val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)                  val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
719                  val (s1', _) = checkStmt (env, cxt, s1)                        val (s1', _) = chkStmt (env, cxt, s1)
720                  val (s2', _) = checkStmt (env, cxt, s2)                        val (s2', _) = chkStmt (env, cxt, s2)
721                  in                  in
722                  (* check that condition has bool type *)                  (* check that condition has bool type *)
723                    case ty                    case ty
724                     of Ty.T_Bool => ()                     of Ty.T_Bool => ()
725                      | _ => raise Fail "condition not boolean type"                            | _ => err(cxt, [S "condition not boolean type"])
726                    (* end case *);                    (* end case *);
727                    (AST.S_IfThenElse(e', s1', s2'), env)                    (AST.S_IfThenElse(e', s1', s2'), env)
728                  end                  end
729              | PT.S_Assign(x, e) => (case Env.findVar (env, x)                    | PT.S_Assign(x, e) => (case Env.findVar (#env env, x)
730                   of NONE => raise Fail "undefined variable"                         of NONE => err(cxt, [
731                                  S "undefined variable ", A x
732                                ])
733                    | SOME x' => let                    | SOME x' => let
734                        val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)  (* FIXME: check for polymorphic variables *)
735                                val ([], ty) = Var.typeOf x'
736                                val (e', ty') = checkExpr (env, cxt, e)
737                              (* check for promotion *)
738                                val e' = (case coerceType(ty, ty', e')
739                                       of SOME e' => e'
740                                        | NONE => err(cxt, [
741                                              S "type of assigned variable ", A x,
742                                              S " does not match type of rhs\n",
743                                              S "  expected: ", TY ty, S "\n",
744                                              S "  but found: ", TY ty'
745                                            ])
746                                      (* end case *))
747                        in                        in
 (* FIXME: check types *)  
748                        (* check that x' is mutable *)                        (* check that x' is mutable *)
749                          case Var.kindOf x'                          case Var.kindOf x'
750                           of Var.ActorStateVar => ()                                 of Var.StrandStateVar => ()
751                                    | Var.StrandOutputVar => ()
752                            | Var.LocalVar => ()                            | Var.LocalVar => ()
753                            | _ => raise Fail "assignment to immutable variable"                                  | _ => err(cxt, [
754                                          S "assignment to immutable variable ", A x
755                                        ])
756                          (* end case *);                          (* end case *);
757                          (AST.S_Assign(x', e'), env)                          (AST.S_Assign(x', e'), env)
758                        end                        end
759                  (* end case *))                  (* end case *))
760              | PT.S_New(actor, args) => let                    | PT.S_OpAssign(x, rator, e) => (case Env.findVar (#env env, x)
761                  val argsAndTys' = List.map (fn e => checkExpr(env, cxt, e)) args                         of SOME x' => let
762                  val (args', tys') = ListPair.unzip argsAndTys'                              val e1' = AST.E_Var x'
763                                val ty1 = Var.monoTypeOf x'
764                                val (e2', ty2) = checkExpr(env, cxt, e)
765                                val Env.PrimFun ovldList = Env.findFunc (#env env, rator)
766                                val (rhs, _) = resolveOverload (cxt, rator, [ty1, ty2], [e1', e2'], ovldList)
767                                in
768                                (* check that x' is mutable *)
769                                  case Var.kindOf x'
770                                   of Var.StrandStateVar => ()
771                                    | Var.StrandOutputVar => ()
772                                    | Var.LocalVar => ()
773                                    | _ => err(cxt, [
774                                          S "assignment to immutable variable ", A x
775                                        ])
776                                  (* end case *);
777                                  (AST.S_Assign(x', rhs), env)
778                                end
779                            | NONE => err(cxt, [S "undeclared variable ", A x, S " on lhs of ", A rator])
780                          (* end case *))
781                      | PT.S_New(strand, args) => let
782                          val (strand, args, env) = checkStrandCreate (env, cxt, strand, args)
783                          in
784                            case #scope env
785                             of MethodScope StrandUtil.Update => ()
786                              | InitScope => ()
787                              | _ => err(cxt, [S "invalid scope for new strand"])
788                            (* end case *);
789                            (AST.S_New(strand, args), env)
790                          end
791                      | PT.S_Die => (AST.S_Die, env) (* note that scope has already been checked *)
792                      | PT.S_Stabilize => (AST.S_Stabilize, env) (* note that scope has already been checked *)
793                      | PT.S_Return e => let
794                          val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
795                          in
796                            case #scope env
797                             of FunctionScope(ty', f) => (case coerceType(ty', ty, e')
798                                   of SOME e' => (AST.S_Return e', env)
799                                    | NONE => err(cxt, [
800                                          S "type of return expression does not match return type of function ",
801                                          A f, S "\n",
802                                          S "  expected: ", TY ty', S "\n",
803                                          S "  but found: ", TY ty
804                                        ])
805                                  (* end case *))
806                              | _ => (AST.S_Return e', env) (* this error condition has already been checked *)
807                            (* end case *)
808                          end
809                      | PT.S_Print args => let
810                          fun chkArg e = let
811                                val (e', ty) = checkExpr (env, cxt, e)
812                                in
813                                  if TU.isValueType ty
814                                    then ()
815                                    else err(cxt, [
816                                        S "expected value type in print, but found ", TY ty
817                                     ]);
818                                  e'
819                                end
820                          val args' = List.map chkArg args
821                  in                  in
822  (* FIXME: check that actor is defined and has the argument types match *)                          (AST.S_Print args', env)
                   (AST.S_New(actor, args'), env)  
823                  end                  end
             | PT.S_Die => (AST.S_Die, env)  
             | PT.S_Stabilize => (AST.S_Stabilize, env)  
824            (* end case *))            (* end case *))
825              in
826                chkCtlFlow (cxt, #scope env, stm);
827                chkStmt (env, cxt, stm)
828              end (* checkStmt *)
829    
830      fun checkParams (env, cxt, params) = let      fun checkParams (env, cxt, params) = let
831            fun chkParam (env, cxt, param) = (case param            fun chkParam (env, cxt, param) = (case param
832                   of PT.P_Mark m => chkParam (withEnvAndContext (env, cxt, m))                   of PT.P_Mark m => chkParam (withEnvAndContext (env, cxt, m))
833                    | PT.P_Param(ty, x) => let                    | PT.P_Param(ty, x) => let
834                        val x' = Var.new(x, AST.ActorParam, checkTy (cxt, ty))                        val x' = Var.new(x, AST.StrandParam, checkTy (cxt, ty))
835                        in                        in
836                          (x', Env.insertLocal(env, x, x'))                          checkForRedef (env, cxt, x);
837                            (x', insertLocal(env, cxt, x, x'))
838                        end                        end
839                  (* end case *))                  (* end case *))
840            fun chk (param, (xs, env)) = let            fun chk (param, (xs, env)) = let
# Line 341  Line 843 
843                    (x::xs, env)                    (x::xs, env)
844                  end                  end
845            in            in
 (* FIXME: need to check for multiple occurences of the same parameter name! *)  
846              List.foldr chk ([], env) params              List.foldr chk ([], env) params
847            end            end
848    
849      fun checkMethod (env, cxt, meth) = (case meth      fun checkMethod (env, cxt, meth) = (case meth
850             of PT.M_Mark m => checkMethod (withEnvAndContext (env, cxt, m))             of PT.M_Mark m => checkMethod (withEnvAndContext (env, cxt, m))
851              | PT.M_Method(name, body) => let              | PT.M_Method(name, body) => let
852                  val (body, _) = checkStmt(env, cxt, body)                  val (body, _) = checkStmt(methodScope (env, name), cxt, body)
853                  in                  in
854                    AST.M_Method(name, body)                    AST.M_Method(name, body)
855                  end                  end
856            (* end case *))            (* end case *))
857    
858      fun checkActor (env, cxt, {name, params, state, methods}) = let      fun checkStrand (env, cxt, {name, params, state, methods}) = let
859          (* check the actor parameters *)          (* check the strand parameters *)
860            val (params, env) = checkParams (env, cxt, params)            val (params, env) = checkParams (strandScope env, cxt, params)
861          (* check the actor state variable definitions *)          (* check the strand state variable definitions *)
862            val (vds, env) = let            val (vds, env) = let
863                  fun checkStateVar (vd, (vds, env)) = let                  fun checkStateVar ((isOut, vd), (vds, env)) = let
864                        val (x, x', e') = checkVarDecl (env, cxt, AST.ActorStateVar, vd)                        val kind = if isOut then AST.StrandOutputVar else AST.StrandStateVar
865                        in                        val (x, x', e') = checkVarDecl (env, cxt, kind, vd)
866                          (AST.VD_Decl(x', e')::vds, Env.insertLocal(env, x, x'))                        in
867                          (* check that output variables have value types *)
868                            if isOut andalso not(TU.isValueType(Var.monoTypeOf x'))
869                              then err(cxt, [
870                                  S "output variable ", V x', S " has non-value type ",
871                                  TY(Var.monoTypeOf x')
872                                ])
873                              else ();
874                            checkForRedef (env, cxt, x);
875                            (AST.VD_Decl(x', e')::vds, insertLocal(env, cxt, x, x'))
876                        end                        end
877                  val (vds, env) = List.foldl checkStateVar ([], env) state                  val (vds, env) = List.foldl checkStateVar ([], env) state
878                  in                  in
879                    (List.rev vds, env)                    (List.rev vds, env)
880                  end                  end
881          (* check the actor methods *)          (* check the strand methods *)
882            val methods = List.map (fn m => checkMethod (env, cxt, m)) methods            val methods = List.map (fn m => checkMethod (env, cxt, m)) methods
883            in          (* get the list of methods defined by the user *)
884              AST.D_Actor{name = name, params = params, state = vds, methods = methods}            val methodNames = List.map (fn (AST.M_Method(name, _)) => name) methods
885            (* if the stabilize method is not provided, add one *)
886              val methods = if List.exists (fn StrandUtil.Stabilize => true | _ => false) methodNames
887                    then methods
888                    else methods @ [AST.M_Method(StrandUtil.Stabilize, AST.S_Block[])]
889              in
890    (* FIXME: should check for duplicate method definitions *)
891                if not(List.exists (fn StrandUtil.Update => true | _ => false) methodNames)
892                  then err(cxt, [S "strand ", A name, S " is missing an update method"])
893                  else ();
894                AST.Strand{name = name, params = params, state = vds, methods = methods}
895            end            end
896    
897      fun checkCreate (env, cxt, PT.C_Mark m) = checkCreate (withEnvAndContext (env, cxt, m))      fun checkCreate (env, cxt, PT.C_Mark m) = checkCreate (withEnvAndContext (env, cxt, m))
898        | checkCreate (env, cxt, PT.C_Create(actor, args)) = let        | checkCreate (env, cxt, PT.C_Create(strand, args)) = let
899            val (args, tys) = checkExprList (env, cxt, args)            val (strand, args, env) = checkStrandCreate (env, cxt, strand, args)
900            in            in
901  (* FIXME: check against actor definition *)              AST.C_Create(strand, args)
             AST.C_Create(actor, args)  
902            end            end
903    
904        fun checkIters (env0, cxt, iters) = let
905            (* check an iteration range specification from the initially clause.  We do the checking
906             * of the expressions using env0, which does not have any of the iteration variables in
907             * it (the iteration is rectangular), but we also accumulate the iteration bindings,
908             * which are used to create the final environment for checking the create call.
909             *)
910      fun checkIter (env, cxt, PT.I_Mark m) = checkIter (withEnvAndContext (env, cxt, m))      fun checkIter (env, cxt, PT.I_Mark m) = checkIter (withEnvAndContext (env, cxt, m))
911        | checkIter (env, cxt, PT.I_Range(x, e1, e2)) = let        | checkIter (env, cxt, PT.I_Range(x, e1, e2)) = let
912            val (e1', ty1) = checkExpr (env, cxt, e1)            val (e1', ty1) = checkExpr (env, cxt, e1)
913            val (e2', ty2) = checkExpr (env, cxt, e2)            val (e2', ty2) = checkExpr (env, cxt, e2)
914            val x' = Var.new(x, Var.LocalVar, Ty.T_Int)            val x' = Var.new(x, Var.LocalVar, Ty.T_Int)
           val env' = Env.insertLocal(env, x, x')  
915            in            in
916              case (ty1, ty2)              case (ty1, ty2)
917               of (Ty.T_Int, Ty.T_Int) => (AST.I_Range(x', e1', e2'), env')                     of (Ty.T_Int, Ty.T_Int) => (AST.I_Range(x', e1', e2'), (x, x'))
918                | _ => err(cxt, [                | _ => err(cxt, [
919                      S "range expressions must have integer type\n",                      S "range expressions must have integer type\n",
920                      S "  but found: ", TY ty1, S " .. ", TY ty2, S "\n"                            S "  but found: ", TY ty1, S " .. ", TY ty2
921                    ])                    ])
922              (* end case *)              (* end case *)
923            end            end
924              fun chk ([], iters, bindings) =
925      fun checkIters (env, cxt, iters) = let                  (List.rev iters, List.foldl (fn ((x, x'), env) => insertLocal(env, cxt, x, x')) env0 bindings)
926            fun chk (env, [], iters) = (List.rev iters, env)              | chk (iter::rest, iters, bindings) = let
927              | chk (env, iter::rest, iters) = let                  val (iter, binding) = checkIter (env0, cxt, iter)
                 val (iter, env) = checkIter (env, cxt, iter)  
928                  in                  in
929                    chk (env, rest, iter::iters)                    chk (rest, iter::iters, binding::bindings)
930                  end                  end
931            in            in
932              chk (env, iters, [])              chk (iters, [], [])
933            end            end
934    
935      fun checkDecl (env, cxt, d) = (case d      fun checkDecl (env, cxt, d) = (case d
936             of PT.D_Mark m => checkDecl (withEnvAndContext (env, cxt, m))             of PT.D_Mark m => checkDecl (withEnvAndContext (env, cxt, m))
937              | PT.D_Input(ty, x, optExp) => let              | PT.D_Input(ty, x, desc, optExp) => let
938    (* FIXME: need to do something with the description *)
939                  val ty = checkTy(cxt, ty)                  val ty = checkTy(cxt, ty)
940                  val x' = Var.new(x, Var.InputVar, ty)                  val x' = Var.new(x, Var.InputVar, ty)
941                  val dcl = (case optExp                  val dcl = (case optExp
942                         of NONE => AST.D_Input(x', NONE)                         of NONE => AST.D_Input(x', desc, NONE)
943                          | SOME e => let                          | SOME e => let
944                              val (e', ty') = checkExpr (env, cxt, e)                              val (e', ty') = checkExpr (env, cxt, e)
945                              in                              in
946                                if U.matchType (ty, ty')                                case coerceType (ty, ty', e')
947                                  then AST.D_Input(x', SOME e')                                 of SOME e' => AST.D_Input(x', desc, SOME e')
948                                  else err(cxt, [                                  | NONE => err(cxt, [
949                                      S "definition of ", V x', S " has wrong type\n",                                      S "definition of ", V x', S " has wrong type\n",
950                                      S "  expected:  ", TY ty, S "\n",                                      S "  expected:  ", TY ty, S "\n",
951                                      S "  but found: ", TY ty', S "\n"                                        S "  but found: ", TY ty'
952                                    ])                                    ])
953                                  (* end case *)
954                              end                              end
955                        (* end case *))                        (* end case *))
956                  in                  in
957                    (dcl, Env.insertGlobal(env, x, x'))                  (* check that input variables have value types *)
958                      if not(TU.isValueType ty)
959                        then err(cxt, [S "input variable ", V x', S " has non-value type ", TY ty])
960                        else ();
961                      checkForRedef (env, cxt, x);
962                      (dcl, insertGlobal(env, cxt, x, x'))
963                  end                  end
964              | PT.D_Var vd => let              | PT.D_Var vd => let
965                  val (x, x', e') = checkVarDecl (env, cxt, Var.GlobalVar, vd)                  val (x, x', e') = checkVarDecl (env, cxt, Var.GlobalVar, vd)
966                  in                  in
967                    (AST.D_Var(AST.VD_Decl(x', e')), Env.insertGlobal(env, x, x'))                    checkForRedef (env, cxt, x);
968                      (AST.D_Var(AST.VD_Decl(x', e')), insertGlobal(env, cxt, x, x'))
969                    end
970                | PT.D_Func(ty, f, params, body) => let
971                    val ty' = checkTy(cxt, ty)
972                    val env' = functionScope (env, ty', f)
973                    val (params', env') = checkParams (env', cxt, params)
974                    val body' = (case body
975                           of PT.FB_Expr e => let
976                                val (e', ty) = checkExpr (env', cxt, e)
977                                in
978                                  case coerceType(ty', ty, e')
979                                   of SOME e' => AST.S_Return e'
980                                    | NONE => err(cxt, [
981                                          S "type of function body does not match return type\n",
982                                          S "  expected: ", TY ty', S "\n",
983                                          S "  but found: ", TY ty
984                                        ])
985                                  (* end case *)
986                                end
987                            | PT.FB_Stmt s => #1(checkStmt(env', cxt, s))
988                          (* end case *))
989                    val fnTy = Ty.T_Fun(List.map Var.monoTypeOf params', ty')
990                    val f' = Var.new (f, AST.FunVar, fnTy)
991                    in
992    (* QUESTION: should we check for redefinition of basis functions? *)
993                      checkForRedef (env, cxt, f);
994                      (AST.D_Func(f', params', body'), insertFunc(env, cxt, f, f'))
995                    end
996                | PT.D_Strand arg => let
997                    val strand = checkStrand(env, cxt, arg)
998                    in
999                      checkForRedef (env, cxt, #name arg);
1000                      (AST.D_Strand strand, insertStrand(env, cxt, strand))
1001                  end                  end
             | PT.D_Actor arg => (checkActor(env, cxt, arg), env)  
1002              | PT.D_InitialArray(create, iterators) => let              | PT.D_InitialArray(create, iterators) => let
1003                    val env = initScope env
1004                  val (iterators, env') = checkIters (env, cxt, iterators)                  val (iterators, env') = checkIters (env, cxt, iterators)
1005                  val create = checkCreate (env', cxt, create)                  val create = checkCreate (env', cxt, create)
1006                  in                  in
1007                    (AST.D_InitialArray(create, iterators), env)                    (AST.D_InitialArray(create, iterators), env)
1008                  end                  end
1009              | PT.D_InitialCollection(create, iterators) => let              | PT.D_InitialCollection(create, iterators) => let
1010                    val env = initScope env
1011                  val (iterators, env') = checkIters (env, cxt, iterators)                  val (iterators, env') = checkIters (env, cxt, iterators)
1012                  val create = checkCreate (env', cxt, create)                  val create = checkCreate (env', cxt, create)
1013                  in                  in
# Line 451  Line 1015 
1015                  end                  end
1016            (* end case *))            (* end case *))
1017    
1018      (* reorder the declarations so that the input variables come first *)
1019        fun reorderDecls dcls = let
1020              fun isInput (AST.D_Input _) = true
1021                | isInput _ = false
1022              val (inputs, others) = List.partition isInput dcls
1023              in
1024                inputs @ others
1025              end
1026    
1027      fun check errStrm (PT.Program{span, tree}) = let      fun check errStrm (PT.Program{span, tree}) = let
1028            val cxt = (errStrm, span)            val cxt = (errStrm, span)
1029            fun chk (env, [], dcls') = AST.Program(List.rev dcls')            fun chk (env, [], dcls') = AST.Program(reorderDecls(List.rev dcls'))
1030              | chk (env, dcl::dcls, dcls') = let              | chk (env, dcl::dcls, dcls') = let
1031                  val (dcl', env) = checkDecl (env, cxt, dcl)                  val (dcl', env) = checkDecl (env, cxt, dcl)
1032                  in                  in
1033                    chk (env, dcls, dcl'::dcls')                    chk (env, dcls, dcl'::dcls')
1034                  end                  end
1035            in            in
1036              chk (Basis.env, tree, [])              chk ({scope=GlobalScope, bindings=AtomMap.empty, env=Basis.env}, tree, [])
1037            end            end
1038                handle TypeError => AST.Program[]
1039    
1040    end    end

Legend:
Removed from v.96  
changed lines
  Added in v.2356

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