try letrec
[minfp.git] / check.icl
index 5cac054..93f579d 100644 (file)
--- a/check.icl
+++ b/check.icl
@@ -2,189 +2,206 @@ implementation module check
 
 import StdEnv
 
-import qualified Data.Map as DM
-from Data.Map import instance Functor (Map k)
-import qualified Data.Set as DS
-import Data.Functor
-import Data.Func
 import Data.Either
 import Data.List
-import Data.Maybe
-import Control.Applicative
 import Control.Monad
-import Control.Monad.Trans
-import qualified Control.Monad.State as MS
-import Control.Monad.State => qualified gets, put, modify
-import Control.Monad.RWST => qualified put
 
 import ast
 
-check :: AST -> Either [String] (AST, [([Char], Scheme)])
-check (AST fs) = pure (AST fs, [])/*case inferAST preamble fs of
-       Left e = Left e
-       Right s = Right (AST fs, 'DM'.toList s)
+check :: [Function] -> Either [String] Expression
+check fs
+       # dups = filter (\x->length x > 1) (groupBy (\(Function i _ _) (Function j _ _)->i == j) fs)
+       | length dups > 0 = Left ["Duplicate functions: ":[toString n\\[(Function n _ _):_]<-dups]]
+       = case partition (\a->a=:(Function ['start'] _ _)) fs of
+               ([], _) = Left ["No start function defined"]
+               ([Function _ [] e], fs) = Right (foldr (\(Function i a e)->Let i a e) e fs)
+               ([Function _ _ _], _) = Left ["Start cannot have arguments"]
 where
-       preamble = 'DM'.fromList
-               [(['if'], Forall [['a']] $ TFun TBool $ TFun (TVar ['a']) $ TFun (TVar ['a']) $ TVar ['a'])
-               ,(['eq'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TBool)
-               ,(['mul'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
-               ,(['div'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
-               ,(['add'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
-               ,(['sub'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
-               ]
-*/
-
-:: TypeEnv    :== 'DM'.Map [Char] Scheme
-:: Constraint :== (Type, Type)
-:: Subst      :== 'DM'.Map [Char] Type
-:: Unifier    :== (Subst, [Constraint])
-:: Infer a    :== RWST TypeEnv [Constraint] InferState (Either [String]) a
-:: InferState =   { count :: Int }
-:: Scheme     =   Forall [[Char]] Type
-:: Solve a    :== StateT Unifier (Either [String]) a
-
-nullSubst :: Subst
-nullSubst = 'DM'.newMap
-
-uni :: Type Type -> Infer ()
-uni t1 t2 = tell [(t1, t2)]
-
-inEnv :: ([Char], Scheme) (Infer a) -> Infer a
-inEnv (x, sc) m = local (\e->'DM'.put x sc $ 'DM'.del x e) m
-
-letters :: [[Char]]
-letters = [1..] >>= flip replicateM ['a'..'z']
-
-fresh :: Infer Type
-fresh = get >>= \s=:{count}->'Control.Monad.RWST'.put {s & count=count + 1} >>| pure (TVar $ letters !! count)
-
-class Substitutable a
-where
-       apply :: Subst a -> a
-       ftv   :: a -> [[Char]]
-
-instance Substitutable Type
-where
-       apply s t=:(TVar a) = maybe t id $ 'DM'.get a s
-       apply s (TFun t1 t2)  = TFun (apply s t1) (apply s t2)
-       apply _ t = t
-
-       ftv (TVar a)     = [a]
-       ftv (TFun t1 t2) = union (ftv t1) (ftv t2)
-       ftv t            = []
-
-instance Substitutable Scheme
-where
-       apply s (Forall as t)   = Forall as $ apply (foldr 'DM'.del s as) t
-       ftv (Forall as t) = difference (ftv t) as
-
-instance Substitutable [a] | Substitutable a
-where
-       apply s ls = map (apply s) ls
-       ftv t = foldr (union o ftv) [] t
-
-instance Substitutable TypeEnv where
-       apply s env = fmap (apply s) env
-       ftv env = ftv $ 'DM'.elems env
-
-instance Substitutable Constraint where
-       apply s (t1, t2) = (apply s t1, apply s t2)
-       ftv (t1, t2) = union (ftv t1) (ftv t2)
-
-instantiate ::  Scheme -> Infer Type
-instantiate (Forall as t) = mapM (const fresh) as
-       >>= \as`->let s = 'DM'.fromList $ zip2 as as` in pure $ apply s t
-
-generalize :: TypeEnv Type -> Scheme
-generalize env t = Forall (difference (ftv t) (ftv env)) t
-
-//:: Expression
-//     = Lit Value
-//     | Var [Char]
-//     | App Expression Expression
-//     | Lambda [Char] Expression
-//     | Builtin [Char] [Expression]
-inferExpr :: TypeEnv Expression -> Either [String] Scheme
-inferExpr env ex = case runRWST (infer ex) env {count=0} of
-       Left e = Left e
-       Right (ty, st, cs) = case runStateT solver ('DM'.newMap, cs) of
-               Left e = Left e
-               Right (s, _) = Right (closeOver (apply s ty))
-
-closeOver :: Type -> Scheme
-closeOver t = normalize (generalize 'DM'.newMap t)
-
-normalize :: Scheme -> Scheme
-normalize t = t 
-
-inferAST :: TypeEnv [Function] -> Either [String] TypeEnv
-inferAST env [] = Right env
-inferAST env [Function name args body:rest] = case inferExpr env (foldr Lambda body args) of
-       Left e = Left e
-       Right ty = inferAST ('DM'.put name ty env) rest
-
-inferFunc :: [Function] -> Infer ()
-inferFunc [] = pure () 
-inferFunc [Function name args body:rest]
-       =      ask
-       >>= \en->infer (foldr Lambda body args)
-       >>= \t1->inEnv (name, generalize en t1) (inferFunc rest)
-       >>= \_->pure ()
-
-infer :: Expression -> Infer Type
-infer (Lit v) = case v of
-       Int  _ = pure TInt
-       Bool _ = pure TBool
-infer (Var s) = asks ('DM'.get s)
-       >>= maybe (liftT $ Left ["Unbound variable " +++ toString s]) instantiate
-infer (App e1 e2)
-       =        infer e1
-       >>= \t1->infer e2
-       >>= \t2->fresh
-       >>= \tv->uni t1 (TFun t2 tv)
-       >>|      pure tv
-infer (Lambda s e)
-       =        fresh
-       >>= \tv->inEnv (s, Forall [] tv) (infer e)
-       >>= \t-> pure (TFun tv t)
-//infer (Let x e1 e2)
-//     =        ask
-//     >>= \en->infer e1
-//     >>= \t1->inEnv (x, generalize en t1) (infer e2)
-
-unifies :: Type Type -> Solve Unifier
-unifies TInt TInt = pure ('DM'.newMap, [])
-unifies TBool TBool = pure ('DM'.newMap, [])
-unifies (TVar a) (TVar b) 
-       | a == b = pure ('DM'.newMap, [])
-unifies (TVar v) t = tbind v t
-unifies t (TVar v) = tbind v t
-unifies (TFun t1 t2) (TFun t3 t4) = unifyMany [t1, t2] [t3, t4]
-unifies t1 t2 = liftT $ Left ["Cannot unify " +++ toString t1 +++ " with " +++ toString t2]
-
-unifyMany :: [Type] [Type] -> Solve Unifier
-unifyMany [] [] = pure ('DM'.newMap, [])
-unifyMany [t1:ts1] [t2:ts2] = unifies t1 t2
-       >>= \(su1, cs1)->unifyMany (apply su1 ts1) (apply su1 ts2)
-       >>= \(su2, cs2)->pure (su2 `compose` su1, cs1 ++ cs2)
-unifyMany t1 t2 = liftT $ Left ["Length difference in unifyMany"]
-
-(`compose`) infix 1 :: Subst Subst -> Subst
-(`compose`) s1 s2 = 'DM'.union (apply s1 <$> s2) s1
-
-tbind ::  [Char] Type -> Solve Unifier
-tbind a (TVar b)
-       | a == b = pure ('DM'.newMap, [])
-tbind a t
-       | occursCheck a t = liftT $ Left ["Infinite type " +++ toString a +++ toString t]
-       = pure $ ('DM'.singleton a t, [])
-
-occursCheck ::  [Char] a -> Bool | Substitutable a
-occursCheck a t = isMember a $ ftv t
-
-solver :: Solve Subst
-solver = getState >>= \(su, cs)->case cs of
-       [] = pure su
-       [(t1, t2):cs0] = unifies t1 t2
-               >>= \(su1, cs1)->'MS'.put (su1 `compose` su, cs1 ++ (apply su1 cs0))
-               >>| solver
+       funs = [i\\(Function i _ _)<-fs]
+
+//import qualified Data.Map as DM
+//from Data.Map import instance Functor (Map k)
+//import qualified Data.Set as DS
+//import Data.Functor
+//import Data.Func
+//import Data.Either
+//import Data.List
+//import Data.Maybe
+//import Control.Applicative
+//import Control.Monad
+//import Control.Monad.Trans
+//import qualified Control.Monad.State as MS
+//import Control.Monad.State => qualified gets, put, modify
+//import Control.Monad.RWST => qualified put
+//
+//import ast
+//
+//check :: AST -> Either [String] (AST, [([Char], Scheme)])
+//check (AST fs) = pure (AST fs, [])/*case inferAST preamble fs of
+//     Left e = Left e
+//     Right s = Right (AST fs, 'DM'.toList s)
+//where
+//     preamble = 'DM'.fromList
+//             [(['if'], Forall [['a']] $ TFun TBool $ TFun (TVar ['a']) $ TFun (TVar ['a']) $ TVar ['a'])
+//             ,(['eq'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TBool)
+//             ,(['mul'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
+//             ,(['div'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
+//             ,(['add'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
+//             ,(['sub'], Forall [] $ TFun TInt $ TFun TInt TInt)
+//             ]
+//*/
+//
+//:: TypeEnv    :== 'DM'.Map [Char] Scheme
+//:: Constraint :== (Type, Type)
+//:: Subst      :== 'DM'.Map [Char] Type
+//:: Unifier    :== (Subst, [Constraint])
+//:: Infer a    :== RWST TypeEnv [Constraint] InferState (Either [String]) a
+//:: InferState =   { count :: Int }
+//:: Scheme     =   Forall [[Char]] Type
+//:: Solve a    :== StateT Unifier (Either [String]) a
+//
+//nullSubst :: Subst
+//nullSubst = 'DM'.newMap
+//
+//uni :: Type Type -> Infer ()
+//uni t1 t2 = tell [(t1, t2)]
+//
+//inEnv :: ([Char], Scheme) (Infer a) -> Infer a
+//inEnv (x, sc) m = local (\e->'DM'.put x sc $ 'DM'.del x e) m
+//
+//letters :: [[Char]]
+//letters = [1..] >>= flip replicateM ['a'..'z']
+//
+//fresh :: Infer Type
+//fresh = get >>= \s=:{count}->'Control.Monad.RWST'.put {s & count=count + 1} >>| pure (TVar $ letters !! count)
+//
+//class Substitutable a
+//where
+//     apply :: Subst a -> a
+//     ftv   :: a -> [[Char]]
+//
+//instance Substitutable Type
+//where
+//     apply s t=:(TVar a) = maybe t id $ 'DM'.get a s
+//     apply s (TFun t1 t2)  = TFun (apply s t1) (apply s t2)
+//     apply _ t = t
+//
+//     ftv (TVar a)     = [a]
+//     ftv (TFun t1 t2) = union (ftv t1) (ftv t2)
+//     ftv t            = []
+//
+//instance Substitutable Scheme
+//where
+//     apply s (Forall as t)   = Forall as $ apply (foldr 'DM'.del s as) t
+//     ftv (Forall as t) = difference (ftv t) as
+//
+//instance Substitutable [a] | Substitutable a
+//where
+//     apply s ls = map (apply s) ls
+//     ftv t = foldr (union o ftv) [] t
+//
+//instance Substitutable TypeEnv where
+//     apply s env = fmap (apply s) env
+//     ftv env = ftv $ 'DM'.elems env
+//
+//instance Substitutable Constraint where
+//     apply s (t1, t2) = (apply s t1, apply s t2)
+//     ftv (t1, t2) = union (ftv t1) (ftv t2)
+//
+//instantiate ::  Scheme -> Infer Type
+//instantiate (Forall as t) = mapM (const fresh) as
+//     >>= \as`->let s = 'DM'.fromList $ zip2 as as` in pure $ apply s t
+//
+//generalize :: TypeEnv Type -> Scheme
+//generalize env t = Forall (difference (ftv t) (ftv env)) t
+//
+////:: Expression
+////   = Lit Value
+////   | Var [Char]
+////   | App Expression Expression
+////   | Lambda [Char] Expression
+////   | Builtin [Char] [Expression]
+//inferExpr :: TypeEnv Expression -> Either [String] Scheme
+//inferExpr env ex = case runRWST (infer ex) env {count=0} of
+//     Left e = Left e
+//     Right (ty, st, cs) = case runStateT solver ('DM'.newMap, cs) of
+//             Left e = Left e
+//             Right (s, _) = Right (closeOver (apply s ty))
+//
+//closeOver :: Type -> Scheme
+//closeOver t = normalize (generalize 'DM'.newMap t)
+//
+//normalize :: Scheme -> Scheme
+//normalize t = t 
+//
+//inferAST :: TypeEnv [Function] -> Either [String] TypeEnv
+//inferAST env [] = Right env
+//inferAST env [Function name args body:rest] = case inferExpr env (foldr Lambda body args) of
+//     Left e = Left e
+//     Right ty = inferAST ('DM'.put name ty env) rest
+//
+//inferFunc :: [Function] -> Infer ()
+//inferFunc [] = pure () 
+//inferFunc [Function name args body:rest]
+//     =      ask
+//     >>= \en->infer (foldr Lambda body args)
+//     >>= \t1->inEnv (name, generalize en t1) (inferFunc rest)
+//     >>= \_->pure ()
+//
+//infer :: Expression -> Infer Type
+//infer (Lit v) = case v of
+//     Int  _ = pure TInt
+//     Bool _ = pure TBool
+//infer (Var s) = asks ('DM'.get s)
+//     >>= maybe (liftT $ Left ["Unbound variable " +++ toString s]) instantiate
+//infer (App e1 e2)
+//     =        infer e1
+//     >>= \t1->infer e2
+//     >>= \t2->fresh
+//     >>= \tv->uni t1 (TFun t2 tv)
+//     >>|      pure tv
+//infer (Lambda s e)
+//     =        fresh
+//     >>= \tv->inEnv (s, Forall [] tv) (infer e)
+//     >>= \t-> pure (TFun tv t)
+////infer (Let x e1 e2)
+////   =        ask
+////   >>= \en->infer e1
+////   >>= \t1->inEnv (x, generalize en t1) (infer e2)
+//
+//unifies :: Type Type -> Solve Unifier
+//unifies TInt TInt = pure ('DM'.newMap, [])
+//unifies TBool TBool = pure ('DM'.newMap, [])
+//unifies (TVar a) (TVar b) 
+//     | a == b = pure ('DM'.newMap, [])
+//unifies (TVar v) t = tbind v t
+//unifies t (TVar v) = tbind v t
+//unifies (TFun t1 t2) (TFun t3 t4) = unifyMany [t1, t2] [t3, t4]
+//unifies t1 t2 = liftT $ Left ["Cannot unify " +++ toString t1 +++ " with " +++ toString t2]
+//
+//unifyMany :: [Type] [Type] -> Solve Unifier
+//unifyMany [] [] = pure ('DM'.newMap, [])
+//unifyMany [t1:ts1] [t2:ts2] = unifies t1 t2
+//     >>= \(su1, cs1)->unifyMany (apply su1 ts1) (apply su1 ts2)
+//     >>= \(su2, cs2)->pure (su2 `compose` su1, cs1 ++ cs2)
+//unifyMany t1 t2 = liftT $ Left ["Length difference in unifyMany"]
+//
+//(`compose`) infix 1 :: Subst Subst -> Subst
+//(`compose`) s1 s2 = 'DM'.union (apply s1 <$> s2) s1
+//
+//tbind ::  [Char] Type -> Solve Unifier
+//tbind a (TVar b)
+//     | a == b = pure ('DM'.newMap, [])
+//tbind a t
+//     | occursCheck a t = liftT $ Left ["Infinite type " +++ toString a +++ toString t]
+//     = pure $ ('DM'.singleton a t, [])
+//
+//occursCheck ::  [Char] a -> Bool | Substitutable a
+//occursCheck a t = isMember a $ ftv t
+//
+//solver :: Solve Subst
+//solver = getState >>= \(su, cs)->case cs of
+//     [] = pure su
+//     [(t1, t2):cs0] = unifies t1 t2
+//             >>= \(su1, cs1)->'MS'.put (su1 `compose` su, cs1 ++ (apply su1 cs0))
+//             >>| solver