std: 표준 라이브러리 — effect 다형성이 처음으로 검사된다

std/list.cool, string.cool, int.cool, bool.cool. 본문 없는 선언이고 런타임이 구현한다. 이 파일들은 구현이 아니라 시험대다. 부채 상환이 아니라 검증이다. std가 없을 때 List.each는 모르는 이름이라 조용히 통과했다. "모르는 것을 틀렸다고 말하지 않는다"는 맞는 원칙이지만, 그 그늘에 검사되지 않는 영역이 숨어 있었다. 넣자마자 샘플 01이 깨졌다 — List.each에 Result를 반환하는 클로저를 넘기고 그 안에서 ?를 쓰고 있었다. each는 값을 남기지 않는 클로저만 받고, ?는 클로저 밖으로 나가지 못하며, 결과를 버릴 방법은 언어에 없다. map으로 고쳤다. 이것이 std를 먼저 한 이유 그 자체다. - IR은 이제 모듈 그래프 전체를 받고 전역 이름은 "<경로>#<이름>"으로 정규화된다. 별칭은 가져오는 쪽의 선택이므로 실행 의미에 남아서는 안 된다. - 본문 없는 선언은 런타임 구현으로 낮아지고, 그 이름은 모듈 파일에서 온다 (std/list.cool의 each = "list.each"). 별칭과 무관하다. - prelude 없음. std도 명시적으로 가져온다. - samples/12: effect 변수가 호출 지점에서 실제로 해소된다는 증거. Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_019ZVDeU6KLuUVL3gs18Hm3E
2026-08-30 15:47:44 +09:00
parent 1c4f46e5e5
commit 5593b54772
15 changed files with 386 additions and 108 deletions
@@ -338,6 +338,17 @@ L2 빠른 테스트 / L3 fuzzing / L4 formal proof → 요청 시, 분리 실행
 invalidation 범위를 넓히는가? / unrelated code 의미를 바꾸는가? /
 기존 개념의 중복 표현인가? → 강한 이유 없으면 거절

+■ 표준 라이브러리 (std/)
+본문 없는 선언 파일이다. 런타임이 구현하고 .cool 파일은 계약만 말한다.
+구현이 아니라 시험대인 것이 요점 — effect 다형성이 실제로 쓸 만한지가
+List.each와 List.map에서 결정된다. 규칙이 틀렸으면 여기서 드러난다.
+prelude는 없다. std도 명시적으로 가져온다 — 암묵적으로 끌어오지 않는다는
+규칙에 예외를 두지 않는다.
+※ std를 넣자마자 샘플 01이 깨졌다. List.each에 Result를 반환하는 클로저를
+   넘기고 그 안에서 ?를 쓰고 있었다. 검사되지 않던 코드가 검사되기 시작한
+   것이고, 이것이 std를 "부채 상환"이 아니라 "검증"으로 본 이유다.
+   결과를 버릴 방법이 언어에 없다는 성질도 여기서 처음 확인됐다.
+
 ■ 측정 (2026-08, v0 fast path)
 100,391줄 / 200 모듈 (사슬 의존). bench/bench.ml로 재현.
  cold 전체 검사      245ms
@@ -104,11 +104,12 @@ let root_capability name : value option =

 let builtin pos name (args : value list) : value =
  match (name, args) with
-  | "String.concat", [ VStr a; VStr b ] -> VStr (a ^ b)
-  | "String.len", [ VStr a ] -> VInt (String.length a)
-  | "Int.show", [ VInt n ] -> VStr (string_of_int n)
-  | "Bool.show", [ VBool b ] -> VStr (if b then "true" else "false")
-  | "List.len", [ VList xs ] -> VInt (List.length xs)
+  | "string.concat", [ VStr a; VStr b ] -> VStr (a ^ b)
+  | "string.len", [ VStr a ] -> VInt (String.length a)
+  | "int.show", [ VInt n ] -> VStr (string_of_int n)
+  | "int.abs", [ VInt n ] -> VInt (abs n)
+  | "bool.show", [ VBool b ] -> VStr (if b then "true" else "false")
+  | "list.len", [ VList xs ] -> VInt (List.length xs)
  | _ ->
      fail pos (Printf.sprintf "%s은(는) 런타임이 제공하지 않습니다 (표준 라이브러리가 아직 없습니다)" name)

@@ -217,16 +218,16 @@ and apply st pos f args =
      try eval st env body with Return_exc v -> v)
  | VCtor (enum, name, _) -> VEnum (enum, name, args)
  (* 고차 builtin은 여기서 처리한다 — apply를 다시 부를 수 있어야 하므로 *)
-  | VBuiltin "List.each" -> (
+  | VBuiltin "list.each" -> (
      match args with
      | [ VList xs; f ] ->
          List.iter (fun x -> ignore (apply st pos f [ x ])) xs;
          VUnit
-      | _ -> fail pos "List.each는 리스트와 함수를 받습니다")
-  | VBuiltin "List.map" -> (
+      | _ -> fail pos "list.each는 리스트와 함수를 받습니다")
+  | VBuiltin "list.map" -> (
      match args with
      | [ VList xs; f ] -> VList (List.map (fun x -> apply st pos f [ x ]) xs)
-      | _ -> fail pos "List.map은 리스트와 함수를 받습니다")
+      | _ -> fail pos "list.map은 리스트와 함수를 받습니다")
  | VBuiltin n -> builtin pos n args
  | VNative f -> f args
  | other -> fail pos (Printf.sprintf "%s은(는) 부를 수 없습니다" (show other))
@@ -312,11 +313,12 @@ and eval_binary st env op a b pos =

 (* main이 선언한 capability만 런타임이 넘긴다. 선언하지 않은 권한은
   프로그램 안에 존재하지 않는다. *)
-let run (prog : Ir.program) (main_params : (string * string) list) :
-    (string, Token.pos * string) result =
+let run (prog : Ir.program) (entry : string)
+    (main_params : (string * string) list) : (string, Token.pos * string) result
+    =
  Buffer.clear out;
  let st = { prog } in
-  match Hashtbl.find_opt prog.Ir.fns "main" with
+  match Hashtbl.find_opt prog.Ir.fns (entry ^ "#main") with
  | None -> Error (Token.{ line = 0; col = 0 }, "main 함수가 없습니다")
  | Some fn -> (
      let args =
@@ -17,11 +17,14 @@ type pos = Token.pos

 (* 이름은 낮추기 시점에 분류된다. 실행 중에 "이게 지역인가 전역인가"를
   다시 묻지 않는다. *)
+(* 전역 이름은 정규화된다: "<모듈 경로>#<이름>". 별칭은 가져오는 쪽의 선택이라
+   실행 의미에 들어와서는 안 된다 — 같은 함수가 부르는 자리마다 다른 이름이 되면
+   IR은 더 이상 v1의 번역 대상이 아니다. *)
 type ref_kind =
  | R_local of string
-  | R_global of string (* 이 프로그램의 함수 *)
-  | R_ctor of string * string (* enum 이름, variant 이름 *)
-  | R_builtin of string (* String.concat 등 런타임 제공 *)
+  | R_global of string (* "<경로>#<이름>" *)
+  | R_ctor of string * string (* enum 이름, 정규화된 variant 이름 *)
+  | R_builtin of string (* 본문 없는 선언 = 런타임이 구현한다 *)

 type pat =
  | IP_wild
@@ -71,7 +74,23 @@ let qual modl name = match modl with Some a -> a ^ "." ^ name | None -> name

 (* 지역 이름 스택. 검사 단계가 아니라 분류만 한다 — 여기서 못 찾은 이름은
   전역이거나 생성자이거나 런타임 제공이다. *)
-type lctx = { prog : program; mutable locals : string list list }
+type modinfo = {
+  m_path : string; (* 정규 경로 *)
+  m_ast : Ast.modul;
+  m_deps : (string * string) list; (* 별칭 -> 정규 경로 *)
+}
+
+(* 본문 없는 선언은 런타임이 구현한다. 그 이름은 모듈 파일 이름에서 온다:
+   std/list.cool의 each는 "list.each"다. 가져오는 쪽의 별칭과 무관하다. *)
+let builtin_name path name =
+  Filename.remove_extension (Filename.basename path) ^ "." ^ name
+
+type lctx = {
+  prog : program;
+  mods : (string, modinfo) Hashtbl.t;
+  cur : modinfo;
+  mutable locals : string list list;
+}

 let lpush c = c.locals <- [] :: c.locals
 let lpop c = match c.locals with _ :: r -> c.locals <- r | [] -> ()
@@ -82,41 +101,85 @@ let lbind c n =
  | [] -> c.locals <- [ [ n ] ]

 let is_local c n = List.exists (fun s -> List.mem n s) c.locals
+let builtin_ctors = [ "Ok"; "Err"; "Some"; "None" ]

-let builtins =
-  [
-    "String.concat";
-    "String.len";
-    "Int.show";
-    "Bool.show";
-    "List.len";
-    "List.each";
-    "List.map";
-    "print";
-  ]
+(* 한 모듈 안에서 이름 하나를 분류한다. 지역이 아니면 그 모듈의 정의를 본다. *)
+let in_module c (mi : modinfo) name =
+  let key = mi.m_path ^ "#" ^ name in
+  if Hashtbl.mem c.prog.ctors key then
+    match Hashtbl.find_opt c.prog.ctors key with
+    | Some (enum, _) -> Some (R_ctor (enum, key))
+    | None -> None
+  else if Hashtbl.mem c.prog.consts key then Some (R_global key)
+  else
+    let decl =
+      List.find_map
+        (function
+          | Ast.I_fn { decl; _ } when decl.fn_name = name -> Some decl
+          | _ -> None)
+        mi.m_ast.items
+    in
+    match decl with
+    | Some d when d.fn_body <> None -> Some (R_global key)
+    | Some _ -> Some (R_builtin (builtin_name mi.m_path name))
+    | None -> None

 let classify c name =
  if is_local c name then R_local name
+  else if List.mem name builtin_ctors then
+    R_ctor ((if name = "Ok" || name = "Err" then "Result" else "Option"), name)
  else
-    match Hashtbl.find_opt c.prog.ctors name with
-    | Some (enum, _) -> R_ctor (enum, name)
-    | None ->
-        if Hashtbl.mem c.prog.fns name || Hashtbl.mem c.prog.consts name then
-          R_global name
-        else R_builtin name
+    match in_module c c.cur name with
+    | Some k -> k
+    | None -> (
+        (* 한정 이름 "A.f": A가 이 모듈의 import면 그 모듈에서 찾는다. *)
+        match String.index_opt name '.' with
+        | None -> R_builtin name
+        | Some i -> (
+            let a = String.sub name 0 i in
+            let f = String.sub name (i + 1) (String.length name - i - 1) in
+            match List.assoc_opt a c.cur.m_deps with
+            | None -> R_builtin name
+            | Some path -> (
+                match Hashtbl.find_opt c.mods path with
+                | None -> R_builtin name
+                | Some mi -> (
+                    match in_module c mi f with
+                    | Some k -> k
+                    | None -> R_builtin (builtin_name path f)))))
+
+(* 패턴의 생성자도 정규 이름으로 접는다. 값 쪽과 같은 키를 써야 match가
+   성립한다 — 두 곳이 다른 규칙을 쓰면 조용히 안 맞는다. *)
+let ctor_key c modl name : string option =
+  if List.mem name builtin_ctors then Some name
+  else
+    let path =
+      match modl with
+      | None -> Some c.cur.m_path
+      | Some a -> List.assoc_opt a c.cur.m_deps
+    in
+    match path with
+    | None -> None
+    | Some p ->
+        let k = p ^ "#" ^ name in
+        if Hashtbl.mem c.prog.ctors k then Some k else None

 let rec lower_pat c (p : Ast.pattern) : pat =
  match p with
  | Ast.P_wild _ -> IP_wild
  | Ast.P_lit (l, _) -> IP_lit l
-  | Ast.P_bind (n, _) ->
+  | Ast.P_bind (n, _) -> (
      (* 인자 없는 생성자는 이름만 쓴다. 바인딩과 구별은 여기서 끝난다. *)
-      if Hashtbl.mem c.prog.ctors n then IP_ctor (n, [])
-      else (
+      match ctor_key c None n with
+      | Some k -> IP_ctor (k, [])
+      | None ->
          lbind c n;
          IP_bind n)
  | Ast.P_ctor { modl; name; args; _ } ->
-      IP_ctor (qual modl name, List.map (lower_pat c) args)
+      let k =
+        match ctor_key c modl name with Some k -> k | None -> qual modl name
+      in
+      IP_ctor (k, List.map (lower_pat c) args)

 let rec lower c (e : Ast.expr) : t =
  match e with
@@ -238,35 +301,43 @@ and lower_stmt c (s : Ast.stmt) : stmt =
      S_assign { place = lower c place; value = lower c value; pos }
  | Ast.S_expr e -> S_do (lower c e)

-let of_module ?(imports : Ast.item list = []) (m : Ast.modul) : program =
+(* 모듈 그래프 전체를 하나의 IR 프로그램으로 낮춘다.
+
+   모듈 하나씩 낮추고 싶은 유혹이 있지만, 그러면 별칭이 실행 의미에 남는다.
+   같은 함수가 A에서는 Shapes.double, B에서는 Geo.double이 되어 IR이 더 이상
+   프로그램의 정규형이 아니게 된다. 정규 경로로 한 번 접는다. *)
+let of_program (mods : modinfo list) : program =
  let prog =
    {
-      fns = Hashtbl.create 32;
-      ctors = Hashtbl.create 32;
-      caps = Hashtbl.create 8;
-      consts = Hashtbl.create 8;
+      fns = Hashtbl.create 64;
+      ctors = Hashtbl.create 64;
+      caps = Hashtbl.create 16;
+      consts = Hashtbl.create 16;
    }
  in
-  let items = imports @ m.items in
-  (* 1차: 이름부터. 낮추기가 이름을 분류하려면 전체가 먼저 보여야 한다. *)
+  let index = Hashtbl.create 16 in
+  List.iter (fun mi -> Hashtbl.replace index mi.m_path mi) mods;
+  (* 1차: 이름부터. 낮추기가 이름을 분류하려면 그래프 전체가 먼저 보여야 한다. *)
+  List.iter
+    (fun mi ->
+      let key n = mi.m_path ^ "#" ^ n in
      List.iter
        (fun (it : Ast.item) ->
          match it with
          | Ast.I_enum { name; variants; _ } ->
              List.iter
                (fun (v : Ast.variant) ->
-              Hashtbl.replace prog.ctors v.v_name (name, List.length v.v_args))
+                  Hashtbl.replace prog.ctors (key v.v_name)
+                    (name, List.length v.v_args))
                variants
          | Ast.I_capability { name; methods; _ } ->
              Hashtbl.replace prog.caps name
                (List.map (fun (d : Ast.fn_decl) -> d.fn_name) methods)
-      | Ast.I_fn { decl; _ } when decl.fn_body <> None ->
-          Hashtbl.replace prog.fns decl.fn_name
-            { fn_name = decl.fn_name; fn_params = []; fn_body = I_unit }
-      | Ast.I_const { name; _ } -> Hashtbl.replace prog.consts name I_unit
+          | Ast.I_const { name; _ } ->
+              Hashtbl.replace prog.consts (key name) I_unit
          | _ -> ())
-    items;
-  (* builtin 생성자도 IR이 알아야 한다 *)
+        mi.m_ast.items)
+    mods;
  List.iter
    (fun (v, e, n) -> Hashtbl.replace prog.ctors v (e, n))
    [
@@ -276,7 +347,10 @@ let of_module ?(imports : Ast.item list = []) (m : Ast.modul) : program =
      ("None", "Option", 0);
    ];
  (* 2차: 본문 *)
-  let c = { prog; locals = [] } in
+  List.iter
+    (fun mi ->
+      let c = { prog; mods = index; cur = mi; locals = [] } in
+      let key n = mi.m_path ^ "#" ^ n in
      List.iter
        (fun (it : Ast.item) ->
          match it with
@@ -286,19 +360,24 @@ let of_module ?(imports : Ast.item list = []) (m : Ast.modul) : program =
              | Some body ->
                  c.locals <- [];
                  lpush c;
-              List.iter (fun (p : Ast.param) -> lbind c p.p_name) decl.fn_params;
+                  List.iter
+                    (fun (p : Ast.param) -> lbind c p.p_name)
+                    decl.fn_params;
                  let b = lower_block c body in
                  lpop c;
-              Hashtbl.replace prog.fns decl.fn_name
+                  Hashtbl.replace prog.fns (key decl.fn_name)
                    {
-                  fn_name = decl.fn_name;
+                      fn_name = key decl.fn_name;
                      fn_params =
-                    List.map (fun (p : Ast.param) -> p.p_name) decl.fn_params;
+                        List.map
+                          (fun (p : Ast.param) -> p.p_name)
+                          decl.fn_params;
                      fn_body = b;
                    })
          | Ast.I_const { name; value; _ } ->
              c.locals <- [];
-          Hashtbl.replace prog.consts name (lower c value)
+              Hashtbl.replace prog.consts (key name) (lower c value)
          | _ -> ())
-    items;
+        mi.m_ast.items)
+    mods;
  prog
@@ -26,13 +26,40 @@ type entry = {

 type t = {
  root : string;
+  std : string option; (* 표준 라이브러리 디렉터리 *)
  modules : (string, entry) Hashtbl.t;
  (* 통계: 무엇이 몇 번 재검사됐는지. 측정이 목적이므로 처음부터 센다. *)
  mutable checked : string list;
 }

-let create ?(root = ".") () =
-  { root; modules = Hashtbl.create 16; checked = [] }
+(* 표준 라이브러리를 찾는다. COOL_STD가 있으면 그것, 없으면 위로 올라가며
+   std/list.cool을 찾는다. 못 찾으면 없는 것이고, 그때 std 이름들은 외부
+   참조로 남는다 — 없다고 말하지 않는다. *)
+let find_std root =
+  match Sys.getenv_opt "COOL_STD" with
+  | Some d when Sys.file_exists d -> Some d
+  | _ ->
+      let rec up dir n =
+        if n = 0 then None
+        else
+          let cand = Filename.concat dir "std" in
+          if Sys.file_exists (Filename.concat cand "list.cool") then Some cand
+          else
+            let parent = Filename.dirname dir in
+            if parent = dir then None else up parent (n - 1)
+      in
+      up
+        (if Filename.is_relative root then Filename.concat (Sys.getcwd ()) root
+         else root)
+        8
+
+let create ?(root = ".") ?std () =
+  {
+    root;
+    std = (match std with Some _ -> std | None -> find_std root);
+    modules = Hashtbl.create 16;
+    checked = [];
+  }

 (* 패키지 경로와 지역 모듈 경로를 구분한다. 첫 세그먼트에 점이 있으면
   패키지 참조다 (cool.dev/std/list). v0에는 패키지 해소가 없으므로 그런
@@ -42,7 +69,24 @@ let is_package path =
  | Some i -> String.contains (String.sub path 0 i) '.'
  | None -> String.contains path '.'

-let resolve_import st path = Filename.concat st.root (path ^ ".cool")
+let std_prefix = "cool.dev/std/"
+
+let starts_with p s =
+  String.length s >= String.length p && String.sub s 0 (String.length p) = p
+
+(* 경로를 파일로 바꾼다. 바꿀 수 없으면 None — v0에는 패키지 해소가 없으므로
+   표준 라이브러리 밖의 패키지는 불투명하게 남는다. *)
+let resolve_import st path : string option =
+  if starts_with std_prefix path then
+    let name =
+      String.sub path (String.length std_prefix)
+        (String.length path - String.length std_prefix)
+    in
+    match st.std with
+    | Some d -> Some (Filename.concat d (name ^ ".cool"))
+    | None -> None
+  else if is_package path then None
+  else Some (Filename.concat st.root (path ^ ".cool"))

 let read_file file =
  let ic = open_in_bin file in
@@ -84,7 +128,9 @@ let check_module st path : entry =
      let imports =
        List.filter_map
          (fun (a, p) ->
-            if is_package p then None else Some (a, resolve_import st p))
+            match resolve_import st p with
+            | Some f -> Some (a, f)
+            | None -> None)
          (imports_of ast)
      in
      (* 의존 모듈의 exported surface를 소비 측 별칭으로 한정해 합친다.
@@ -137,8 +183,9 @@ let rec load st ?(visiting = []) path : unit =
    | Ok ast ->
        List.iter
          (fun (_, p) ->
-            if not (is_package p) then
-              load st ~visiting:(path :: visiting) (resolve_import st p))
+            match resolve_import st p with
+            | Some f -> load st ~visiting:(path :: visiting) f
+            | None -> ())
          (imports_of ast));
    Hashtbl.replace st.modules path (check_module st path)
  end
@@ -211,15 +258,14 @@ let run st path : (string, error) result =
    | None ->
        Error { file = path; line = 0; col = 0; message = "모듈을 찾을 수 없습니다" }
    | Some e -> (
-        let dep_surface =
-          List.concat_map
-            (fun (alias, p) ->
-              match Hashtbl.find_opt st.modules p with
-              | Some d -> Iface.qualify alias d.iface.Iface.items
-              | None -> [])
-            e.imports
+        (* IR은 그래프 전체를 받는다. 별칭이 실행 의미에 남지 않도록. *)
+        let mods =
+          Hashtbl.fold
+            (fun p (d : entry) acc ->
+              { Ir.m_path = p; m_ast = d.ast; m_deps = d.imports } :: acc)
+            st.modules []
        in
-        let prog = Ir.of_module ~imports:dep_surface e.ast in
-        match Interp.run prog (main_params e.ast) with
+        let prog = Ir.of_program mods in
+        match Interp.run prog path (main_params e.ast) with
        | Ok out -> Ok out
        | Error (pos, msg) -> Error (err_of path pos msg))
@@ -43,12 +43,15 @@ pub fn checkout(
 }

 // 빌린 값을 다른 빌림 자리로 넘기는 것은 허용된다 (복제가 아니다).
+//
+// each가 아니라 map인 이유: 결과를 버릴 방법이 언어에 없다. each는 값을
+// 남기지 않는 클로저만 받으므로 Result를 삼킬 수 없고, ?는 클로저 밖으로
+// 나가지 못한다. 실패를 못 본 척하려면 명시적으로 match해야 한다.
 pub fn refund_all(
    pay: PaymentGateway,
    ids: List[OrderId],
-) effects {PaymentGateway.refund} -> Result[Unit, PayError] {
-    List.each(ids, fn(id) {
-        refund_order(pay, id)?
-        Ok(unit)
+) effects {PaymentGateway.refund} -> List[Result[Receipt, PayError]] {
+    List.map(ids, fn(id) {
+        refund_order(pay, id)
    })
 }
@@ -0,0 +1,33 @@
+// 12. 표준 라이브러리 시그니처가 실제로 검사된다
+//
+// std가 생기기 전에는 List.each가 모르는 이름이라 조용히 통과했다.
+// "모르는 것을 틀렸다고 말하지 않는다"는 맞는 원칙이지만, 그 그늘에
+// 검사되지 않는 영역이 숨어 있었다. 이제 그늘이 없다.
+//
+// 이 파일은 세 가지 오류를 낸다.
+
+import "cool.dev/std/list" as List
+import "cool.dev/std/int" as Int
+
+pub capability Console {
+    fn print(s: String) effects {Console.print}
+}
+
+// (1) effect 다형성. e는 클로저의 시그니처에서 {Console.print}로 묶이고,
+//     그것이 이 함수의 effects 절 {}를 넘는다. effect 변수가 호출 지점에서
+//     실제로 해소된다는 증거다 — 이게 안 걸리면 규칙이 장식이다.
+pub fn leaks_effect(c: Console, xs: List[Int]) {
+    List.each(xs, fn(n) {
+        c.print(Int.show(n))
+    })
+}
+
+// (2) 인자 개수
+pub fn wrong_arity(xs: List[Int]) -> Int {
+    List.len(xs, 1)
+}
+
+// (3) 반환 타입
+pub fn wrong_type(xs: List[Int]) -> String {
+    List.len(xs)
+}
@@ -31,6 +31,10 @@
 capability를 직접 정의해야 메서드의 effect가 알려지고, 05는 affinity의 뿌리가
 capability라 자원 타입을 정의해야 affine임이 유도된다.

+12는 표준 라이브러리가 생긴 뒤에야 가능해진 파일이다. std가 없을 때는
+`List.each`가 모르는 이름이라 조용히 통과했다 — "모르는 것을 틀렸다고 말하지
+않는다"는 맞는 원칙이지만 그 그늘에 검사되지 않는 영역이 있었다.
+
 01~04, 06, 07은 `coolc check`를 통과한다 (exit 0).

 `modules/`는 모듈 경계다. `coolc check modules/area.cool`이 import를 따라
@@ -6,6 +6,8 @@
 //   err
 //   in scope

+import "cool.dev/std/int" as Int
+
 pub capability Console {
    fn print(s: String) effects {Console.print}
 }
@@ -3,6 +3,18 @@
 // main은 자기가 선언한 capability만 받는다. Console을 파라미터에서 지우면
 // print할 방법이 프로그램 안에 없다 — ambient authority가 없다는 것의
 // 실행 시점 의미다.
+//
+// 표준 라이브러리도 명시적으로 가져온다. prelude가 없다 —
+// 암묵적으로 끌어오지 않는다는 규칙에 예외를 두지 않는다.
+//
+// 기대 출력:
+//   area = 12
+//   area = 9
+//   area = 3
+
+import "cool.dev/std/list" as List
+import "cool.dev/std/string" as String
+import "cool.dev/std/int" as Int

 pub capability Console {
    fn print(s: String) effects {Console.print}
@@ -0,0 +1,3 @@
+// 표준 라이브러리: 불리언.
+
+pub fn show(b: Bool) -> String
@@ -0,0 +1,4 @@
+// 표준 라이브러리: 정수.
+
+pub fn show(n: Int) -> String
+pub fn abs(n: Int) -> Int
@@ -0,0 +1,21 @@
+// 표준 라이브러리: 리스트.
+//
+// 본문이 없다. 런타임이 구현하고, 이 파일은 그 계약을 말한다.
+// 그래서 이 파일은 구현이 아니라 시험대다 — effect 다형성이 실제로 쓸 만한지가
+// 여기서 결정된다. each와 map이 effect 변수 하나로 표현되지 않으면 규칙이
+// 틀린 것이고, 그건 v1로 미룰 수 없는 발견이다.
+//
+// e는 파라미터의 effect 슬롯에 홀로 나타난다 (결정 위치). 호출 지점에서
+// 인자의 시그니처를 읽어 묶인다 — 추론이 아니라 읽기다.
+
+pub fn len[a](xs: List[a]) -> Int
+
+pub fn each[a, e: effects](
+    xs: List[a],
+    f: fn(a) effects e,
+) effects e
+
+pub fn map[a, b, e: effects](
+    xs: List[a],
+    f: fn(a) effects e -> b,
+) effects e -> List[b]
@@ -0,0 +1,4 @@
+// 표준 라이브러리: 문자열.
+
+pub fn len(s: String) -> Int
+pub fn concat(a: String, b: String) -> String
@@ -2,4 +2,5 @@
 (name test_coollang)
 (libraries coollang)
 (deps
-  (glob_files %{workspace_root}/samples/*.cool)))
+  (glob_files %{workspace_root}/samples/*.cool)
+  (glob_files %{workspace_root}/std/*.cool)))
@@ -999,11 +999,16 @@ let run_src src =
  ignore (Sys.command (Printf.sprintf "mkdir -p %s" (Filename.quote dir)));
  let f = Filename.concat dir "m.cool" in
  write f src;
-  let st = Session.create ~root:dir () in
+  (* 표준 라이브러리는 저장소의 std/. 테스트는 /tmp에서 도니 명시한다. *)
+  let st = Session.create ~root:dir ~std:"../std" () in
  Session.run st f

+(* prelude가 없다. 표준 라이브러리도 명시적으로 가져온다. *)
 let console =
-  "pub capability Console {\n\
+  "import \"cool.dev/std/list\" as List\n\
+   import \"cool.dev/std/string\" as String\n\
+   import \"cool.dev/std/int\" as Int\n\n\
+   pub capability Console {\n\
  \  fn print(s: String) effects {Console.print}\n\
   }\n\n"

@@ -1101,3 +1106,51 @@ let () =
     with
    | Error e -> has_sub e.message "제공하지 않습니다"
    | Ok _ -> false)
+
+(* 표준 라이브러리 시그니처가 실제 검사에 쓰이는지.
+
+   std가 생기기 전에는 List.each가 모르는 이름이라 조용히 통과했다.
+   effect 다형성이 장식이 아니라는 것을 여기서 고정한다. *)
+let () =
+  let std_check src =
+    let dir = Filename.concat (Filename.get_temp_dir_name ()) "cool_stdtest" in
+    ignore (Sys.command (Printf.sprintf "mkdir -p %s" (Filename.quote dir)));
+    let f = Filename.concat dir "m.cool" in
+    write f src;
+    let st = Session.create ~root:dir ~std:"../std" () in
+    Session.load st f;
+    List.map (fun (e : Session.error) -> e.message) (Session.errors st)
+  in
+  let hdr =
+    "import \"cool.dev/std/list\" as List\n\
+     import \"cool.dev/std/int\" as Int\n\n\
+     pub capability Console {\n\
+    \  fn print(s: String) effects {Console.print}\n\
+     }\n\n"
+  in
+  check "std 시그니처로 인자 개수를 잡는다"
+    (List.exists
+       (fun m -> has_sub m "인자 1개가 필요한데")
+       (std_check
+          (hdr ^ "pub fn f(xs: List[Int]) -> Int {\n  List.len(xs, 1)\n}")));
+  check "std 시그니처로 반환 타입을 잡는다"
+    (List.exists
+       (fun m -> has_sub m "String이(가) 필요한데 Int")
+       (std_check
+          (hdr ^ "pub fn f(xs: List[Int]) -> String {\n  List.len(xs)\n}")));
+  (* effect 변수가 호출 지점에서 실제로 해소된다 *)
+  check "List.each의 effect 변수가 클로저의 effect로 묶인다"
+    (List.exists
+       (fun m -> has_sub m "선언되지 않은 effect Console.print")
+       (std_check
+          (hdr
+         ^ "pub fn f(c: Console, xs: List[Int]) {\n\
+           \  List.each(xs, fn(n) { c.print(Int.show(n)) })\n\
+            }")));
+  check "effect를 선언하면 같은 코드가 통과한다"
+    (std_check
+       (hdr
+      ^ "pub fn f(c: Console, xs: List[Int]) effects {Console.print} {\n\
+        \  List.each(xs, fn(n) { c.print(Int.show(n)) })\n\
+         }")
+    = [])