infer voor statements
[cc1516.git] / sem.icl
diff --git a/sem.icl b/sem.icl
index eb626f6..272ef5a 100644 (file)
--- a/sem.icl
+++ b/sem.icl
 implementation module sem
 
 import qualified Data.Map as Map
+
 from Data.Func import $
-import Data.Maybe
-import Data.Void
-import Data.Either
-import Data.Functor
-import Control.Applicative
+from StdFunc import o, flip, const, id
+
 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, o
+import Control.Monad.State
+import Data.Either
+import Data.Maybe
+import Data.Monoid
+import Data.List
+import Data.Functor
+import Data.Tuple
+
 import StdString
 import StdTuple
 import StdList
-import StdBool
+import StdMisc
+import StdEnum
+import GenEq
 
 from Text import class Text(concat), instance Text String
 
 import AST
-from parse import :: ParserOutput, :: Error
 
-:: Gamma :== ('Map'.Map String Type, [String])
-:: Env a :== StateT Gamma (Either SemError) a
-//StateT (Gamma -> Either SemError (a, Gamma))
 
-//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
-
-sem :: AST -> SemOutput
-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 semVarDecl vd >>= \vds ->
-        mapM semFunDecl fd >>= \fds -> 
-        pure (vds, fds)
-
-semFunDecl :: FunDecl -> Env FunDecl
-semFunDecl fd=:(FunDecl p f args mt vds stmts) = 
-    saveGamma >>= \gamma ->
-    (case mt of
-        Nothing = let t = IdType f in putIdent f t >>| pure t
-        Just t = putIdent f t >>| pure t) >>= \ft ->
-       matchFunctions args ft >>|
-    mapM semVarDecl vds >>= \newvds->
-    mapM_ (checkStmt $ resultType ft) stmts >>| 
-    restoreGamma gamma >>| 
-       pure (FunDecl p f args mt newvds stmts) 
-
-matchFunctions :: [String] Type -> Env Void
-matchFunctions [] (_ ->> _) = liftT $ Left $ Error "Niet genoeg argumentenerror"
-matchFunctions [] t = pure Void
-matchFunctions [x:xs] (t1 ->> t2) = 
-       modify (\(st, r)->('Map'.put x t1 st, r)) >>| matchFunctions xs t2
-
-semVarDecl :: VarDecl -> Env VarDecl
-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 w=:(WhileStmt c et) = unify BoolType c >>| mapM (checkStmt t) et
-    >>= \et1-> pure w
-checkStmt t a=:(AssStmt (VarDef ident fs) e) = gets (\(st, r)->'Map'.get ident st)
-    >>= \mt->case mt of
-        Nothing = liftT $ Left $ UndeclaredVariableError zero ident
-        Just t = unify t fs >>= \t1 -> unify t1 e >>| pure a
-checkStmt t r=:(FunStmt (FunCall f es)) = typeFun f es >>| pure r
-checkStmt VoidType r=:(ReturnStmt Nothing) = pure r
-checkStmt t r=:(ReturnStmt (Just e)) = unify t e >>| pure r
-
-typeExpr :: Expr -> Env Type
-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)) = typeFun f 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
-unifyApp (tf1 ->> tf2) [t1:ts] = unify tf1 t1 >>| unifyApp tf2 ts
-unifyApp t1 t2 = liftT $ Left $ UnifyError zero t1 (IdType "[expressions, FIXME]")
-
-typeFun :: String [Expr] -> Env Type
-typeFun 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
-
-resultType :: Type -> Type
-resultType (_ ->> t) = resultType t
-resultType t = t
-
-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
-    //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 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
+:: Scheme = Forall [TVar] Type
+:: Gamma :== 'Map'.Map String Scheme //map from Variables! to types
+:: Substitution :== 'Map'.Map TVar Type
+:: Constraints :== [(Type, Type)]
+:: SemError
+       = ParseError Pos String 
+       | UnifyError Pos Type Type 
+    | InfiniteTypeError Pos Type
+    | FieldSelectorError Pos Type FieldSelector 
+       | OperatorError Pos Op2 Type
+    | UndeclaredVariableError Pos String
+    | ArgumentMisMatchError Pos String
+       | SanityError Pos String
+       | Error String
+
+instance zero Gamma where
+       zero = 'Map'.newMap
+
+variableStream :: [TVar]
+variableStream = map toString [1..]
+
+sem :: AST -> Either [SemError] Constraints
+sem (AST fd) = case foldM (const $ hasNoDups fd) () fd 
+               >>| foldM (const isNiceMain) () fd
+               >>| hasMain fd of
+       Left e = Left [e]
+    _ = Right []
+       //_ = case execRWST (constraints fd) zero variableStream of
+       //      Left e = Left [e]
+       //      Right (a, b) = Right b
+where
+               constraints :: [FunDecl] -> Typing ()
+        constraints _ = pure ()
+        //TODO: fix
+               //constraints fds = mapM_ funconstraint fds >>| pure ()
+
+               funconstraint :: FunDecl -> Typing ()
+               funconstraint fd=:(FunDecl _ ident args mt vardecls stmts) = case mt of
+                       Nothing = abort "Cannot infer functions yet"
+            _ = pure ()
+                       //Just t = inEnv (ident, (Forall [] t)) (
+                       //      mapM_ vardeclconstraint vardecls >>| pure ())
+
+               vardeclconstraint :: VarDecl -> Typing ()
+        vardeclconstraint _ = pure ()
+        //TODO: fix!
+               //vardeclconstraint (VarDecl p mt ident expr) = infer expr
+                       //>>= \it->inEnv (ident, (Forall [] it)) (pure ())
+
+               hasNoDups :: [FunDecl] FunDecl -> Either SemError ()
+               hasNoDups fds (FunDecl p n _ _ _ _)
+               # mbs = map (\(FunDecl p` n` _ _ _ _)->if (n == n`) (Just p`) Nothing) fds
+               = case catMaybes mbs of
+                       [] = Left $ SanityError p "HUH THIS SHOULDN'T HAPPEN"
+                       [x] = pure ()
+                       [_:x] = Left $ SanityError p (concat 
+                               [n, " multiply defined at ", toString p])
+
+               hasMain :: [FunDecl] -> Either SemError ()
+               hasMain [(FunDecl _ "main" _ _ _ _):fd] = pure ()
+               hasMain [_:fd] = hasMain fd
+               hasMain [] = Left $ SanityError zero "no main function defined"
+
+               isNiceMain :: FunDecl -> Either SemError ()
+               isNiceMain (FunDecl p "main" as mt _ _) = case (as, mt) of
+                       ([_:_], _) = Left $ SanityError p "main must have arity 0"
+                       ([], t) = (case t of
+                               Nothing = pure ()
+                               Just VoidType = pure ()
+                               _ = Left $ SanityError p "main has to return Void")
+               isNiceMain _ = pure ()
+
+class Typeable a where
+    ftv :: a -> [TVar]
+    subst :: Substitution a -> a
+
+instance Typeable Scheme where
+    ftv (Forall bound t) = difference (ftv t) bound
+    subst s (Forall bound t) = Forall bound $ subst s_ t
+        where s_ = 'Map'.filterWithKey (\k _ -> not (elem k bound)) s
+
+instance Typeable [a] | Typeable a where
+    ftv types   = foldr (\t ts-> ftv t ++ ts) [] types
+    subst s ts  = map (\t->subst s t) ts
+
+instance Typeable Type where
+    ftv (TupleType (t1, t2))    = ftv t1 ++ ftv t2
+    ftv (ListType t)            = ftv t
+    ftv (IdType tvar)           = [tvar]
+    ftv (t1 ->> t2)             = ftv t1 ++ ftv t2
+    ftv _                       = []
+    subst s (TupleType (t1, t2))= TupleType (subst s t1, subst s t2)
+    subst s (ListType t1)       = ListType (subst s t1)
+    subst s (t1 ->> t2)         = (subst s t1) ->> (subst s t2)
+    subst s t1=:(IdType tvar)   = 'Map'.findWithDefault t1 tvar s
+    subst s t                   = t
+
+instance Typeable Gamma where
+    ftv gamma       = concatMap id $ map ftv ('Map'.elems gamma)
+    subst s gamma   = Mapmap (subst s) gamma
+
+extend :: String Scheme Gamma -> Gamma
+extend k t g = 'Map'.put k t g
+
+//// ------------------------
+//// algorithm U, Unification 
+//// ------------------------
+instance zero Substitution where zero = 'Map'.newMap
+
+compose :: Substitution Substitution -> Substitution
+compose s1 s2 = 'Map'.union (Mapmap (subst s1) s2) s1
+//Note: just like function compositon compose does snd first
+
+occurs :: TVar a -> Bool | Typeable a
+occurs tvar a = elem tvar (ftv a)
+
+unify :: Type Type -> Either SemError Substitution
+unify t1=:(IdType tv) t2 = unify t2 t1
+unify t1 t2=:(IdType tv)    | t1 == (IdType tv) = Right zero
+                            | occurs tv t1 = Left $ InfiniteTypeError zero t1
+                            | otherwise = Right $ 'Map'.singleton tv t1
+unify (ta1->>ta2) (tb1->>tb2) = unify ta1 tb1 >>= \s1->
+                                unify tb1 tb2 >>= \s2->
+                                Right $ compose s1 s2
+unify (TupleType (ta1,ta2)) (TupleType (tb1,tb2)) = unify ta1 tb1 >>= \s1->
+                                                    unify ta2 tb2 >>= \s2->
+                                                    Right $ compose s1 s2
+unify (ListType t1) (ListType t2) = unify t1 t2
+unify t1 t2 | t1 == t2  = Right zero
+            | otherwise = Left $ UnifyError zero t1 t2
+
+//// ------------------------
+//// Algorithm M, Inference and Solving
+//// ------------------------
+//The typing monad
+:: Typing a :== StateT (Gamma, [TVar]) (Either SemError) a
+gamma :: Typing Gamma
+gamma = gets fst
+putGamma :: Gamma -> Typing ()
+putGamma g = modify (appFst $ const g) >>| pure ()
+changeGamma :: (Gamma -> Gamma) -> Typing Gamma
+changeGamma f = modify (appFst f) >>| gamma
+withGamma :: (Gamma -> a) -> Typing a
+withGamma f = f <$> gamma
+fresh :: Typing Type
+fresh = gets snd >>= \vars-> 
+        modify (appSnd $ const $ tail vars) >>| 
+        pure (IdType (head vars))
+
+lift :: (Either SemError a) -> Typing a
+lift (Left e) = liftT $ Left e 
+lift (Right v) = pure v
+
+//instantiate maps a schemes type variables to variables with fresh names
+//and drops the quantification: i.e. forall a,b.a->[b] becomes c->[d]
+instantiate :: Scheme -> Typing Type
+instantiate (Forall bound t) = 
+    mapM (const fresh) bound >>= \newVars->
+    let s = 'Map'.fromList (zip (bound,newVars)) in
+    pure (subst s t)
+
+//generalize quentifies all free type variables in a type which are not
+//in the gamma
+generalize :: Type -> Typing Scheme
+generalize t = gamma >>= \g-> pure $ Forall (difference (ftv t) (ftv g)) t
+
+lookup :: String -> Typing Type 
+lookup k = gamma >>= \g-> case 'Map'.member k g of
+    False = liftT (Left $ UndeclaredVariableError zero k)
+    True = instantiate $ 'Map'.find k g
+
+//The inference class
+//When tying it all together we will treat the program is a big 
+//let x=e1 in let y=e2 in .... 
+class infer a :: a -> Typing (Substitution, Type)
+
+////---- Inference for Expressions ----
+
+instance infer Expr where 
+ infer e = case e of
+    VarExpr _ (VarDef k fs) = (\t->(zero,t)) <$> lookup k
+    //instantiate is key for the let polymorphism!
+    //TODO: field selectors
+
+    Op2Expr _ e1 op e2 =
+        infer e1 >>= \(s1, t1) -> 
+        infer e2 >>= \(s2, t2) ->
+        fresh >>= \tv ->
+        let given = t1 ->> t2 ->> tv in 
+        op2Type op >>= \expected ->
+        lift (unify expected given) >>= \s3 ->
+        pure ((compose s3 $ compose s2 s1), subst s3 tv)
+
+    Op1Expr _ op e1 =
+        infer e1 >>= \(s1, t1) -> 
+        fresh >>= \tv ->
+        let given = t1 ->> tv in 
+        op1Type op >>= \expected ->
+        lift (unify expected given) >>= \s2 ->
+        pure (compose s2 s1, subst s2 tv)
+
+    EmptyListExpr _ = (\tv->(zero,tv)) <$> fresh
+
+    TupleExpr _ (e1, e2) = 
+        infer e1 >>= \(s1, t1) -> 
+        infer e2 >>= \(s2, t2) ->
+        pure (compose s2 s1, TupleType (t1,t2))
+
+    FunExpr _ f args fs = //todo: fieldselectors
+        lookup f >>= \expected ->
+        let accST = (\(s,ts) e->infer e >>= \(s_,et)->pure (compose s_ s,ts++[et])) in
+        foldM accST (zero,[]) args >>= \(s1, argTs)->
+        fresh >>= \tv->
+        let given = foldr (->>) tv argTs in
+        lift (unify expected given) >>= \s2->
+        pure (compose s2 s1, subst s2 tv)
+
+    IntExpr _ _ = pure $ (zero, IntType)
+    BoolExpr _ _ = pure $ (zero, BoolType)
+    CharExpr _ _ = pure $ (zero, CharType)
+
+
+op2Type :: Op2 -> Typing Type
+op2Type op
+| elem op [BiPlus, BiMinus, BiTimes, BiDivide, BiMod]
+  = pure (IntType ->> IntType ->> IntType)
+| elem op [BiEquals, BiUnEqual]
+  = fresh >>= \t1-> fresh >>= \t2-> pure (t1 ->> t2 ->> BoolType)
+| elem op [BiLesser, BiGreater, BiLesserEq, BiGreaterEq]
+  = pure (IntType ->> IntType ->> BoolType)
+| elem op [BiAnd, BiOr]
+  = pure (BoolType ->> BoolType ->> BoolType)
+| op == BiCons 
+  = fresh >>= \t1-> pure (t1 ->> ListType t1 ->> ListType t1)
+
+op1Type :: Op1 -> Typing Type
+op1Type UnNegation = pure $ (BoolType ->> BoolType)
+op1Type UnMinus = pure $ (IntType ->> IntType)
+
+////----- Inference for Statements -----
+applySubst :: Substitution -> Typing Gamma
+applySubst s = changeGamma (subst s)
+
+instance infer Stmt where
+ infer s = case s of
+    IfStmt e th el = 
+        infer e >>= \(s1, et)->
+        lift (unify et BoolType) >>= \s2 ->
+        applySubst (compose s2 s1) >>|        
+        infer th >>= \(s3, tht)->
+        applySubst s3 >>|
+        infer el >>= \(s4, elt)->
+        applySubst s4 >>|
+        lift (unify tht elt) >>= \s5-> 
+        pure (compose s5 $ compose s4 $ compose s3 $ compose s1 s2, subst s5 tht)
+
+    WhileStmt e wh = 
+        infer e >>= \(s1, et)->
+        lift (unify et BoolType) >>= \s2 ->
+        applySubst (compose s2 s1) >>|
+        infer wh >>= \(s3, wht)->
+        pure (compose s3 $ compose s1 s2, subst s3 wht)
+
+    AssStmt (VarDef k fs) e =
+        infer e >>= \(s1, et)->
+        applySubst s1 >>|
+        changeGamma (extend k (Forall [] et)) >>| //todo: fieldselectors
+        pure (s1, VoidType)
+
+    FunStmt f es = undef //what is this? 
+
+    ReturnStmt Nothing = pure (zero, VoidType)
+    ReturnStmt (Just e) = infer e
+
+
+instance infer [a] | infer a where
+    infer _ = undef
+
+Mapmap :: (a->b) ('Map'.Map k a) -> ('Map'.Map k b)
+Mapmap _ 'Map'.Tip = 'Map'.Tip
+Mapmap f ('Map'.Bin sz k v ml mr) = 'Map'.Bin sz k (f v) 
+                                        (Mapmap f ml) 
+                                        (Mapmap f mr)
+
+instance toString Scheme where
+    toString (Forall x t) = 
+        concat ["Forall ": map ((+++) "\n") x] +++ toString t
 
 instance toString Gamma where
-       toString (mp, _) = concat
-               [concat [k, ": ", toString v, "\n"]\\(k, v) <- 'Map'.toList mp]
-
-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 (\(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
+    toString mp = 
+        concat [concat [k, ": ", toString v, "\n"]\\(k, v)<-'Map'.toList mp]
 
 instance toString SemError where
-    toString (ParseError p e) = concat [
-        toString p,"SemError: ParseError: ", e]
-    toString (Error e) = "SemError: " +++ e
-    toString (UnifyError p t1 t2) = concat [
-        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."]
-
-saveGamma :: Env Gamma
-saveGamma = get
-
-restoreGamma :: Gamma -> Env Void
-restoreGamma g = put g
+    toString (SanityError p e) = concat [toString p, 
+        "SemError: SanityError: ", e]
+    toString se = "SemError: "
+
+instance MonadTrans (StateT (Gamma, [TVar])) where
+    liftT m = StateT \s-> m >>= \a-> return (a, s)
+
+//// ------------------------
+//// First step: Inference
+//// ------------------------//
+
+//unify :: Type Type -> Infer ()
+//unify t1 t2 = tell [(t1, t2)]//
+
+//fresh :: Infer Type
+//fresh = (gets id) >>= \vars-> (put $ tail vars) >>| (pure $ IdType $ head vars)//
+
+//op2Type :: Op2 -> Infer Type
+//op2Type op
+//| elem op [BiPlus, BiMinus, BiTimes, BiDivide, BiMod]
+//     = pure (IntType ->> IntType ->> IntType)
+//| elem op [BiEquals, BiUnEqual]
+//     = fresh >>= \t1-> fresh >>= \t2-> pure (t1 ->> t2 ->> BoolType)
+//| elem op [BiLesser, BiGreater, BiLesserEq, BiGreaterEq]
+//     = pure (IntType ->> IntType ->> BoolType)
+//| elem op [BiAnd, BiOr]
+//     = pure (BoolType ->> BoolType ->> BoolType)
+//| op == BiCons 
+//     = fresh >>= \t1-> pure (t1 ->> ListType t1 ->> ListType t1)//
+
+//op1Type :: Op1 -> Infer Type
+//op1Type UnNegation = pure $ (BoolType ->> BoolType)
+//op1Type UnMinus = pure $ (IntType ->> IntType)//
+
+////instantiate :: Scheme -> Infer Type
+////instantiate (Forall as t) = mapM (const fresh) as//
+
+//lookupEnv :: String -> Infer Type
+//lookupEnv ident = asks ('Map'.get ident)
+//     >>= \m->case m of
+//             Nothing = liftT $ Left $ UndeclaredVariableError zero ident
+//             Just (Forall as t) = pure t //instantiate ???//
+
+//class infer a :: a -> Infer Type
+//instance infer Expr where
+//     infer (VarExpr _ (VarDef ident fs)) = lookupEnv ident
+//    infer (Op2Expr _ e1 op e2) = 
+//        infer e1 >>= \t1 -> 
+//        infer e2 >>= \t2 ->
+//        fresh >>= \frsh -> 
+//        let given = t1 ->> (t2 ->> frsh) in
+//        op2Type op >>= \expected -> 
+//        unify expected given >>| 
+//        return frsh
+//     infer (Op1Expr _ op e) = 
+//        infer e >>= \t1 -> 
+//        fresh >>= \frsh -> 
+//        let given = t1 ->> frsh in
+//        op1Type op >>= \expected -> 
+//        unify expected given >>| 
+//        pure frsh
+//     infer (IntExpr _ _) = pure IntType
+//     infer (CharExpr _ _) = pure CharType
+//     infer (BoolExpr _ _) = pure BoolType
+//     infer (FunExpr _ f args sels) =  //todo, iets met field selectors
+//        lookupEnv f >>= \expected ->
+//        fresh >>= \frsh -> 
+//        mapM infer args >>= \argTypes ->
+//        let given = foldr (->>) frsh argTypes in
+//        unify expected given >>|
+//        pure frsh
+//     infer (EmptyListExpr _) = ListType <$> fresh
+//     infer (TupleExpr _ (e1, e2)) =
+//             infer e1 >>= \et1->infer e2 >>= \et2->pure $ TupleType (et1, et2)//
+
+////:: VarDef = VarDef String [FieldSelector]
+////:: FieldSelector = FieldHd | FieldTl | FieldFst | FieldSnd
+////:: Op1 = UnNegation | UnMinus
+////:: Op2 = BiPlus | BiMinus | BiTimes | BiDivide | BiMod | BiEquals | BiLesser |
+////   BiGreater | BiLesserEq | BiGreaterEq | BiUnEqual | BiAnd | BiOr | BiCons
+////:: FunDecl = FunDecl Pos String [String] (Maybe Type) [VarDecl] [Stmt]
+////:: FunCall = FunCall String [Expr]
+////:: Stmt 
+////   = IfStmt Expr [Stmt] [Stmt]
+////   | WhileStmt Expr [Stmt]
+////   | AssStmt VarDef Expr
+////   | FunStmt FunCall
+////   | ReturnStmt (Maybe Expr)
+////:: Pos = {line :: Int, col :: Int}
+////:: AST = AST [VarDecl] [FunDecl]
+////:: VarDecl = VarDecl Pos Type String Expr
+////:: Type 
+////   = TupleType (Type, Type)
+////   | ListType Type
+////   | IdType String 
+////   | IntType 
+////   | BoolType
+////   | CharType
+////   | VarType
+////    | VoidType
+////    | (->>) infixl 7 Type Type