CheckIf statements
[cc1516.git] / sem.icl
diff --git a/sem.icl b/sem.icl
index 50b67ea..0146c3a 100644 (file)
--- a/sem.icl
+++ b/sem.icl
@@ -9,27 +9,61 @@ import Control.Applicative
 import Control.Monad
 import Control.Monad.State
 import Control.Monad.Identity
+import Math.Random
+import Control.Monad.Trans
 import StdMisc
-from StdFunc import id, const
+from StdFunc import id, const, o
 import StdString
+import StdTuple
 import StdList
+import StdBool
 
 from Text import class Text(concat), instance Text String
 
 import AST
 from parse import :: ParserOutput, :: Error
 
-:: Gamma :== 'Map'.Map String Type
-:: Env a :== (State Gamma (Either SemError a))
+:: Gamma :== ('Map'.Map String Type, [String])
+:: Env a :== StateT Gamma (Either SemError) a
+//StateT (Gamma -> Either SemError (a, Gamma))
 
-get = state $ \s -> (s,s)
+//we need to redefine this even though it is in Control.Monad.State
+instance MonadTrans (StateT Gamma) where
+    liftT m = StateT \s-> m >>= \a-> return (a, s)
+
+get = gets id
+
+getRandomStream :: Int -> [String]
+getRandomStream i = genIdents $ filter (isAlpha o toChar) (genRandInt i)
+       where
+               genIdents r = let (ic, r2) = splitAt 5 r in [toString ic: genIdents r2]
+
+freshIdent :: Env String
+freshIdent = get >>= \(st, [ident:rest])-> put (st, rest) 
+    >>| case 'Map'.get ident st of
+        Nothing = pure ident
+        _       = freshIdent
 
 putIdent :: String Type -> Env Void
-putIdent i t = gets ('Map'.get i) >>= \mt -> case mt of
-    Nothing = pure <$> modify ('Map'.put i t)
-    Just t2 = unify t t2 >>= \r -> case r of
-        Left e  = pure $ Left e
-        Right t3 = pure <$> modify ('Map'.put i t3)
+putIdent i t = gets (\(st, r)->'Map'.get i st) >>= \mt -> case mt of
+    Nothing = modify (\(st, r)->('Map'.put i t st, r))
+    Just t2 = unify t t2 >>= \t3-> modify (\(st, r)->('Map'.put i t3 st, r))
+
+replace :: String Type -> Env Void
+replace ident type = get >>= \(st, fr)->put ('Map'.fromList $ 
+        map (itupdate ident type) ('Map'.toList st), fr)
+    where
+        itupdate :: String Type (String, Type) -> (String, Type)
+        itupdate ident newtype ov=:(key, IdType type) = if (ident == type)
+            (key, newtype) ov
+        itupdate ident newtype (key, TupleType (t1, t2))
+        # (_, t1) = itupdate ident newtype (key, t1)
+        # (_, t2) = itupdate ident newtype (key, t2)
+        = (key, TupleType (t1, t2))
+        itupdate ident newtype (key, ListType t1)
+        # (_, t1) = itupdate ident newtype (key, t1)
+        = (key, ListType t1)
+        itupdate _ _ k = k
 
 instance toString SemError where
        toString (ParseError p e) = concat [
@@ -39,86 +73,163 @@ instance toString SemError where
                toString p,
                "SemError: Cannot unify types. Expected: ",
                toString t1, ". Given: ", toString t2]
+    toString (FieldSelectorError p t fs) = concat [
+        toString p,
+        "SemError: Cannot select ", toString fs, " from type: ",
+        toString t]
+       toString (OperatorError p o t) = concat [
+               toString p, 
+               "SemError: No ", toString o, " for type ",
+               toString t]
+    toString (UndeclaredVariableError p ident) = concat [
+        toString p, "SemError: identifier: ", ident, " undefined."]
 
 sem :: AST -> SemOutput
-sem (AST vd fd)
-# (eithervds, gamma) = runState (mapM semVarDecl vd) 'Map'.newMap
-# (eitherfds, gamma) = runState (mapM semFunDecl fd) gamma
-= case splitEithers eithervds of
-       (Left errs) = Left $ errs ++ [x\\(Left x)<-eitherfds]
-       (Right vds) = case splitEithers eitherfds of
-               (Left errs) = Left errs
-               (Right fds) = Right $ AST vds fds
-
-splitEithers :: [Either a b] -> Either [a] [b]
-splitEithers [] = Right []
-splitEithers [Right x:xs] = splitEithers xs >>= \rest->Right [x:rest]
-splitEithers xs = Left $ [x\\(Left x)<-xs]
+sem (AST vd fd) = case runStateT m ('Map'.newMap, getRandomStream 1) of
+    Left e = Left [e]
+    Right ((vds, fds), gamma) = Right ((AST vds fds), gamma)
+where 
+    m :: Env ([VarDecl], [FunDecl])
+    m = mapM semFunDecl fd >>= \fds -> 
+        mapM semVarDecl vd >>= \vds -> 
+        pure (vds, fds)
 
 semFunDecl :: FunDecl -> Env FunDecl
-semFunDecl f = pure $ Right f
+semFunDecl fd=:(FunDecl p f _ mt vds stmts) = mapM_ semVarDecl vds >>| 
+    mapM_ (checkStmt IntType) stmts >>| 
+    case mt of 
+    Nothing = let t = IdType f in putIdent f t >>| pure fd
+    Just t = putIdent f t >>| pure fd
 
 semVarDecl :: VarDecl -> Env VarDecl
-semVarDecl v = pure $ Right v
-//Right v
-//semVarDecl vd=:(VarDecl pos type ident expr) = case unify type expr of
-//     Left e = Left e
-//     //TODO ident in de environment
-//     Right e = Right $ pure vd
-//
+semVarDecl (VarDecl pos type ident ex) = unify type ex
+    >>= \t-> putIdent ident t >>| (pure $ VarDecl pos t ident ex)
+
+checkStmt ::Type Stmt -> Env Stmt
+checkStmt t (IfStmt c st se) = unify BoolType c >>| mapM (checkStmt t) st 
+    >>= \st1-> mapM (checkStmt t) se >>= \se1-> pure (IfStmt c st1 se1)
+checkStmt t (WhileStmt c [et]) = undef
+checkStmt t (AssStmt (VarDef ident fs) e) = undef
+checkStmt t (FunStmt (FunCall f es)) = undef
+checkStmt VoidType r=:(ReturnStmt Nothing) = pure r
+checkStmt t r=:(ReturnStmt (Just e)) = typeExpr e >>= \te -> unify t te 
+    >>| pure r
+
+all :: [Bool] -> Bool
+all as = foldr (&&) True as
+
+last :: [a] -> a
+last as = foldl (\_ r -> r) (hd as) as
+
 typeExpr :: Expr -> Env Type
-typeExpr (IntExpr _ _) = pure $ Right IntType
-typeExpr (CharExpr _ _) = pure $ Right CharType
-typeExpr (BoolExpr _ _) = pure $ Right BoolType
-typeExpr (Op1Expr p UnNegation expr) = typeExpr expr 
-       >>= \exprtype->case exprtype of
-        Left e = pure $ Left e
-               Right BoolType = pure $ Right BoolType
-        Right (IdType ident) = putIdent ident BoolType >>| pure (Right BoolType)
-               Right t = pure $ Left $ UnifyError p BoolType t
-//typeExpr (Op1Expr p UnMinus expr) = typeExpr expr 
-//     >>= \exprtype->case exprtype of
-//             IntType = pure $ Right IntType
-//             t = Left $ UnifyError p IntType exprtype
-//typeExpr (Op2Expr Pos Expr Op2 Expr) = undef
-//typeExpr (FunExpr Pos FunCall) = undef
-//typeExpr (EmptyListExpr Pos) = undef
-//typeExpr (TupleExpr Pos (Expr, Expr)) = undef
-//typeExpr (VarExpr Pos VarDef) = undef
-
-
-
-////
+typeExpr (IntExpr _ _) = pure IntType
+typeExpr (CharExpr _ _) = pure CharType
+typeExpr (BoolExpr _ _) = pure BoolType
+typeExpr (Op1Expr p UnNegation expr) = unify BoolType expr
+typeExpr (Op1Expr p UnMinus expr) = unify IntType expr
+typeExpr (TupleExpr p (e1, e2)) = typeExpr e1 
+    >>= \t1-> typeExpr e2 >>= \t2-> pure $ TupleType (t1, t2)
+typeExpr (Op2Expr p e1 op e2)
+| isMember op [BiPlus, BiMinus, BiTimes, BiDivide, BiMod] =
+       typeOp2 e1 e2 op [IntType] IntType
+| isMember op [BiEquals, BiUnEqual] =
+       typeOp2 e1 e2 op [IntType, BoolType, CharType] BoolType
+| isMember op [BiLesser, BiGreater, BiLesserEq, BiGreaterEq] =
+       typeOp2 e1 e2 op [IntType, CharType] BoolType
+| isMember op [BiAnd, BiOr] =
+       typeOp2 e1 e2 op [BoolType] BoolType
+| op == BiCons = typeExpr e1 >>= \t1-> typeExpr e2 
+       >>= \t2-> unify (ListType t1) t2
+typeExpr (EmptyListExpr p) = freshIdent >>= \frsh-> let t = IdType frsh in
+    putIdent frsh t >>| pure t
+typeExpr (FunExpr p (FunCall f es)) = gets (\(st, r)->'Map'.get f st)
+    >>= \mt-> case mt of
+        Nothing = freshIdent >>= \frsh-> buildFunctionType frsh es 
+            >>= \ft-> putIdent f ft >>| (pure $ IdType frsh)
+        Just t = unifyApp t es
+typeExpr (VarExpr p (VarDef ident fs)) = gets (\(st, r)->'Map'.get ident st)
+    >>= \mt->case mt of
+        Nothing = liftT $ Left $ UndeclaredVariableError p ident
+        Just t = unify t fs
+
+typeOp2 :: Expr Expr Op2 [Type] Type -> Env Type
+typeOp2 e1 e2 op ts ret = typeExpr e1 >>= \t1-> typeExpr e2 >>= \t2->
+    unify t1 t2 >>= \t3->if (isMember t3 ts) (pure ret)
+        (liftT $ Left $ OperatorError (extrPos e1) op t3)
+
+buildFunctionType :: String [Expr] -> Env Type 
+buildFunctionType frsh [] = let t = IdType frsh in putIdent frsh t >>| pure t
+buildFunctionType frsh [e:es] = (->>) <$> typeExpr e <*> buildFunctionType frsh es
+
+unifyApp :: Type [Expr] -> Env Type
+unifyApp t [] = pure t //whoop whoop, functions can return functions
+unifyApp (tf1 ->> tf2) [t1:ts] = unify tf1 t1 >>| unifyApp tf2 ts
+unifyApp t1 t2 = liftT $ Left $ UnifyError zero t1 (IdType "[expressions, FIXME]")
+
 class unify a :: Type a -> Env Type
 
+instance unify [FieldSelector] where
+    unify t [] = pure t
+    unify (ListType t) [FieldHd:fs] = unify t fs
+    unify t=:(ListType _) [FieldTl:fs] = unify t fs
+    unify (TupleType (t, _)) [FieldFst:fs] = unify t fs
+    unify (TupleType (_, t)) [FieldSnd:fs] = unify t fs
+    unify t [fs:_] = liftT $ Left $ FieldSelectorError zero t fs
+
+instance unify Expr where
+       unify (_ ->> _) e = liftT $ Left $ ParseError (extrPos e)
+                       "Expression cannot be a higher order function. Yet..."
+       unify VoidType e = liftT $ Left $ ParseError (extrPos e)
+                       "Expression cannot be a Void type."
+       unify (IdType _) e = liftT $ Left $ ParseError (extrPos e)
+                       "Expression cannot be an polymorf type."
+    unify VarType e = typeExpr e
+    unify (IdType i) e = undef
+    //we have to cheat to decorate the error, can be done nicer?
+    unify t e = StateT $ \s0 -> let res = runStateT m s0 in case res of
+        Left err = Left $ decErr e err
+        Right t = Right t //note, t :: (Type, Gamma) 
+    where m = typeExpr e >>= \tex-> unify t tex 
+
 instance unify Type where
-       unify IntType IntType = pure $ Right IntType
-       unify BoolType BoolType = pure $ Right BoolType
-       unify CharType CharType = pure $ Right CharType
-       unify _ _ = undef
-//
-//instance unify Expr where
-//     unify type expr = case type of
-//             _ ->> _ = Left $ ParseError (extrPos expr)
-//                     "Expression cannot be a higher order function. Yet..."
-//             VoidType = Left $ ParseError (extrPos expr)
-//                     "Expression cannot be a Void type."
-//             IdType _ = Left $ ParseError (extrPos expr)
-//                     "Expression cannot be an polymorf type."
-//             TupleType (_, _) = undef
-//             ListType _ = undef
-//             IntType = undef
-//             BoolType = undef
-//             CharType = undef
-//             VarType = undef
-//
-//extrPos :: Expr -> Pos
-//extrPos (VarExpr p _) = p
-//extrPos (Op2Expr p _ _ _) = p
-//extrPos (Op1Expr p _ _) = p
-//extrPos (IntExpr p _) = p
-//extrPos (CharExpr p _) = p
-//extrPos (BoolExpr p _) = p
-//extrPos (FunExpr p _) = p
-//extrPos (EmptyListExpr p) = p
-//extrPos (TupleExpr p _) = p
+       unify IntType IntType = pure IntType
+       unify BoolType BoolType = pure BoolType
+       unify CharType CharType = pure CharType
+    unify (IdType i) t=:(IdType j) = replace i t >>| pure t
+    unify t (IdType i) = unify (IdType i) t
+    unify (IdType i) t = replace i t >>| pure t
+    unify (ListType t1) (ListType t2) = unify t1 t2 >>| (pure $ ListType t1)
+    unify (ta1 ->> ta2) (tb1 ->> tb2) = unify ta1 tb1 >>= \ta-> unify ta2 tb2 
+        >>= \tb-> pure (ta ->> tb)
+       unify t1 t2 = liftT $ Left $ UnifyError zero t1 t2
+
+instance zero Pos where
+       zero = {line=0,col=0}
+
+decErr :: Expr SemError -> SemError
+decErr e (UnifyError _ t1 t2) = UnifyError (extrPos e) t1 t2
+decErr e (FieldSelectorError _ t fs) = FieldSelectorError (extrPos e) t fs
+decErr e (ParseError _ s) = ParseError (extrPos e) s
+decErr e err = err
+
+dc2 :: Expr (Either SemError a) -> Either SemError a
+dc2 e (Right t) = Right t
+dc2 e (Left err) = Left err
+
+extrPos :: Expr -> Pos
+extrPos (VarExpr p _) = p
+extrPos (Op2Expr p _ _ _) = p
+extrPos (Op1Expr p _ _) = p
+extrPos (IntExpr p _) = p
+extrPos (CharExpr p _) = p
+extrPos (BoolExpr p _) = p
+extrPos (FunExpr p _) = p
+extrPos (EmptyListExpr p) = p
+extrPos (TupleExpr p _) = p
+
+instance toString Gamma where
+       toString (mp, _) = concat
+               [concat [k, ": ", toString v, "\n"]\\(k, v) <- 'Map'.toList mp]
+
+
+// class free a :: a -> Env [a]