[project @ 1997-06-05 20:01:52 by sof]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcBinds.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
3 %
4 \section[TcBinds]{TcBinds}
5
6 \begin{code}
7 #include "HsVersions.h"
8
9 module TcBinds ( tcBindsAndThen, tcPragmaSigs, checkSigTyVars, tcBindWithSigs, TcSigInfo(..) ) where
10
11 IMP_Ubiq()
12 #if defined(__GLASGOW_HASKELL__) && __GLASGOW_HASKELL__ <= 201
13 IMPORT_DELOOPER(TcLoop)         ( tcGRHSsAndBinds )
14 #else
15 import {-# SOURCE #-} TcGRHSs ( tcGRHSsAndBinds )
16 #endif
17
18 import HsSyn            ( HsBinds(..), Sig(..), MonoBinds(..), 
19                           Match, HsType, InPat(..), OutPat(..), HsExpr(..),
20                           SYN_IE(RecFlag), nonRecursive,
21                           GRHSsAndBinds, ArithSeqInfo, HsLit, Fake, Stmt, DoOrListComp, Fixity, 
22                           collectMonoBinders )
23 import RnHsSyn          ( SYN_IE(RenamedHsBinds), RenamedSig(..), 
24                           SYN_IE(RenamedMonoBinds)
25                         )
26 import TcHsSyn          ( SYN_IE(TcHsBinds), SYN_IE(TcMonoBinds),
27                           TcIdOcc(..), SYN_IE(TcIdBndr), SYN_IE(TcExpr), 
28                           tcIdType
29                         )
30
31 import TcMonad
32 import Inst             ( Inst, SYN_IE(LIE), emptyLIE, plusLIE, InstOrigin(..),
33                           newDicts, tyVarsOfInst, instToId
34                         )
35 import TcEnv            ( tcExtendLocalValEnv, tcLookupLocalValueOK, newMonoIds,
36                           tcGetGlobalTyVars, tcExtendGlobalTyVars
37                         )
38 import SpecEnv          ( SpecEnv )
39 import TcMatches        ( tcMatchesFun )
40 import TcSimplify       ( tcSimplify, tcSimplifyAndCheck )
41 import TcMonoType       ( tcHsType )
42 import TcPat            ( tcPat )
43 import TcSimplify       ( bindInstsOfLocalFuns )
44 import TcType           ( SYN_IE(TcType), SYN_IE(TcThetaType), SYN_IE(TcTauType), 
45                           SYN_IE(TcTyVarSet), SYN_IE(TcTyVar),
46                           newTyVarTy, zonkTcType, zonkTcTyVar, zonkTcTyVars,
47                           newTcTyVar, tcInstSigType, newTyVarTys
48                         )
49 import Unify            ( unifyTauTy, unifyTauTyLists )
50
51 import Kind             ( isUnboxedTypeKind, mkTypeKind, isTypeKind, mkBoxedTypeKind )
52 import Id               ( GenId, idType, mkUserLocal, mkUserId )
53 import IdInfo           ( noIdInfo )
54 import Maybes           ( maybeToBool, assocMaybe, catMaybes )
55 import Name             ( getOccName, getSrcLoc, Name )
56 import PragmaInfo       ( PragmaInfo(..) )
57 import Pretty
58 import Type             ( mkTyVarTy, mkTyVarTys, isTyVarTy, tyVarsOfTypes, eqSimpleTheta, 
59                           mkSigmaTy, splitSigmaTy, mkForAllTys, mkFunTys, getTyVar, mkDictTy,
60                           splitRhoTy, mkForAllTy, splitForAllTy )
61 import TyVar            ( GenTyVar, SYN_IE(TyVar), tyVarKind, minusTyVarSet, emptyTyVarSet,
62                           elementOfTyVarSet, unionTyVarSets, tyVarSetToList )
63 import Bag              ( bagToList, foldrBag, isEmptyBag )
64 import Util             ( isIn, zipEqual, zipWithEqual, zipWith3Equal, hasNoDups, assoc,
65                           assertPanic, panic, pprTrace )
66 import PprType          ( GenClass, GenType, GenTyVar )
67 import Unique           ( Unique )
68 import SrcLoc           ( SrcLoc )
69
70 import Outputable       --( interppSP, interpp'SP )
71
72
73 \end{code}
74
75
76 %************************************************************************
77 %*                                                                      *
78 \subsection{Type-checking bindings}
79 %*                                                                      *
80 %************************************************************************
81
82 @tcBindsAndThen@ typechecks a @HsBinds@.  The "and then" part is because
83 it needs to know something about the {\em usage} of the things bound,
84 so that it can create specialisations of them.  So @tcBindsAndThen@
85 takes a function which, given an extended environment, E, typechecks
86 the scope of the bindings returning a typechecked thing and (most
87 important) an LIE.  It is this LIE which is then used as the basis for
88 specialising the things bound.
89
90 @tcBindsAndThen@ also takes a "combiner" which glues together the
91 bindings and the "thing" to make a new "thing".
92
93 The real work is done by @tcBindWithSigsAndThen@.
94
95 Recursive and non-recursive binds are handled in essentially the same
96 way: because of uniques there are no scoping issues left.  The only
97 difference is that non-recursive bindings can bind primitive values.
98
99 Even for non-recursive binding groups we add typings for each binder
100 to the LVE for the following reason.  When each individual binding is
101 checked the type of its LHS is unified with that of its RHS; and
102 type-checking the LHS of course requires that the binder is in scope.
103
104 At the top-level the LIE is sure to contain nothing but constant
105 dictionaries, which we resolve at the module level.
106
107 \begin{code}
108 tcBindsAndThen
109         :: (TcHsBinds s -> thing -> thing)              -- Combinator
110         -> RenamedHsBinds
111         -> TcM s (thing, LIE s)
112         -> TcM s (thing, LIE s)
113
114 tcBindsAndThen combiner EmptyBinds do_next
115   = do_next     `thenTc` \ (thing, lie) ->
116     returnTc (combiner EmptyBinds thing, lie)
117
118 tcBindsAndThen combiner (ThenBinds binds1 binds2) do_next
119   = tcBindsAndThen combiner binds1 (tcBindsAndThen combiner binds2 do_next)
120
121 tcBindsAndThen combiner (MonoBind bind sigs is_rec) do_next
122   = fixTc (\ ~(prag_info_fn, _) ->
123         -- This is the usual prag_info fix; the PragmaInfo field of an Id
124         -- is not inspected till ages later in the compiler, so there
125         -- should be no black-hole problems here.
126
127         -- TYPECHECK THE SIGNATURES
128     mapTc (tcTySig prag_info_fn) ty_sigs                `thenTc` \ tc_ty_sigs ->
129
130     tcBindWithSigs binder_names bind 
131                    tc_ty_sigs is_rec prag_info_fn       `thenTc` \ (poly_binds, poly_lie, poly_ids) ->
132
133         -- Extend the environment to bind the new polymorphic Ids
134     tcExtendLocalValEnv binder_names poly_ids $
135
136         -- Build bindings and IdInfos corresponding to user pragmas
137     tcPragmaSigs sigs                   `thenTc` \ (prag_info_fn, prag_binds, prag_lie) ->
138
139         -- Now do whatever happens next, in the augmented envt
140     do_next                             `thenTc` \ (thing, thing_lie) ->
141
142         -- Create specialisations of functions bound here
143     bindInstsOfLocalFuns (prag_lie `plusLIE` thing_lie)
144                           poly_ids      `thenTc` \ (lie2, inst_mbinds) ->
145
146         -- All done
147     let
148         final_lie   = lie2 `plusLIE` poly_lie
149         final_binds = MonoBind poly_binds  [] is_rec            `ThenBinds`
150                       MonoBind inst_mbinds [] nonRecursive      `ThenBinds`
151                       prag_binds
152     in
153     returnTc (prag_info_fn, (combiner final_binds thing, final_lie))
154     )                                   `thenTc` \ (_, result) ->
155     returnTc result
156   where
157     binder_names = map fst (bagToList (collectMonoBinders bind))
158     ty_sigs      = [sig  | sig@(Sig name _ _) <- sigs]
159
160 \end{code}
161
162 An aside.  The original version of @tcBindsAndThen@ which lacks a
163 combiner function, appears below.  Though it is perfectly well
164 behaved, it cannot be typed by Haskell, because the recursive call is
165 at a different type to the definition itself.  There aren't too many
166 examples of this, which is why I thought it worth preserving! [SLPJ]
167
168 \begin{pseudocode}
169 tcBindsAndThen
170         :: RenamedHsBinds
171         -> TcM s (thing, LIE s, thing_ty))
172         -> TcM s ((TcHsBinds s, thing), LIE s, thing_ty)
173
174 tcBindsAndThen EmptyBinds do_next
175   = do_next             `thenTc` \ (thing, lie, thing_ty) ->
176     returnTc ((EmptyBinds, thing), lie, thing_ty)
177
178 tcBindsAndThen (ThenBinds binds1 binds2) do_next
179   = tcBindsAndThen binds1 (tcBindsAndThen binds2 do_next)
180         `thenTc` \ ((binds1', (binds2', thing')), lie1, thing_ty) ->
181
182     returnTc ((binds1' `ThenBinds` binds2', thing'), lie1, thing_ty)
183
184 tcBindsAndThen (MonoBind bind sigs is_rec) do_next
185   = tcBindAndThen bind sigs do_next
186 \end{pseudocode}
187
188
189 %************************************************************************
190 %*                                                                      *
191 \subsection{tcBindWithSigs}
192 %*                                                                      *
193 %************************************************************************
194
195 @tcBindWithSigs@ deals with a single binding group.  It does generalisation,
196 so all the clever stuff is in here.
197
198 * binder_names and mbind must define the same set of Names
199
200 * The Names in tc_ty_sigs must be a subset of binder_names
201
202 * The Ids in tc_ty_sigs don't necessarily have to have the same name
203   as the Name in the tc_ty_sig
204
205 \begin{code}
206 tcBindWithSigs  
207         :: [Name]
208         -> RenamedMonoBinds
209         -> [TcSigInfo s]
210         -> RecFlag
211         -> (Name -> PragmaInfo)
212         -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s, [TcIdBndr s])
213
214 tcBindWithSigs binder_names mbind tc_ty_sigs is_rec prag_info_fn
215   = recoverTc (
216         -- If typechecking the binds fails, then return with each
217         -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise subsequent
218         -- error messages
219         newTcTyVar mkBoxedTypeKind              `thenNF_Tc` \ alpha_tv ->
220         let
221           forall_a_a = mkForAllTy alpha_tv (mkTyVarTy alpha_tv)
222           poly_ids   = map mk_dummy binder_names
223           mk_dummy name = case maybeSig tc_ty_sigs name of
224                             Just (TySigInfo _ poly_id _ _ _ _) -> poly_id       -- Signature
225                             Nothing -> mkUserId name forall_a_a NoPragmaInfo    -- No signature
226         in
227         returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, poly_ids)
228     ) $
229
230         -- Create a new identifier for each binder, with each being given
231         -- a fresh unique, and a type-variable type.
232     tcGetUniques no_of_binders                  `thenNF_Tc` \ uniqs ->
233     mapNF_Tc mk_mono_id_ty binder_names         `thenNF_Tc` \ mono_id_tys ->
234     let
235         mono_id_tyvars     = tyVarsOfTypes mono_id_tys
236         mono_ids           = zipWith3Equal "tcBindAndSigs" mk_id binder_names uniqs mono_id_tys
237         mk_id name uniq ty = mkUserLocal (getOccName name) uniq ty (getSrcLoc name)
238     in
239
240         -- TYPECHECK THE BINDINGS
241     tcMonoBinds mbind binder_names mono_ids tc_ty_sigs  `thenTc` \ (mbind', lie) ->
242
243         -- CHECK THAT THE SIGNATURES MATCH
244         -- (must do this before getTyVarsToGen)
245     checkSigMatch tc_ty_sigs                            `thenTc` \ sig_theta ->
246         
247         -- COMPUTE VARIABLES OVER WHICH TO QUANTIFY, namely tyvars_to_gen
248         -- The tyvars_not_to_gen are free in the environment, and hence
249         -- candidates for generalisation, but sometimes the monomorphism
250         -- restriction means we can't generalise them nevertheless
251     getTyVarsToGen is_unrestricted mono_id_tyvars lie   `thenTc` \ (tyvars_not_to_gen, tyvars_to_gen) ->
252
253         -- DEAL WITH TYPE VARIABLE KINDS
254     mapTc defaultUncommittedTyVar (tyVarSetToList tyvars_to_gen)        `thenTc` \ tyvars_to_gen_list ->
255                 -- It's important that the final list (tyvars_to_gen_list) is fully
256                 -- zonked, *including boxity*, because they'll be included in the forall types of
257                 -- the polymorphic Ids, and instances of these Ids will be generated from them.
258                 --
259                 -- This step can do unification => keep other zonking after this
260
261         -- SIMPLIFY THE LIE
262     tcExtendGlobalTyVars tyvars_not_to_gen (
263         if null tc_ty_sigs then
264                 -- No signatures, so just simplify the lie
265             tcSimplify tyvars_to_gen lie                `thenTc` \ (lie_free, dict_binds, lie_bound) ->
266             returnTc (lie_free, dict_binds, map instToId (bagToList lie_bound))
267
268         else
269             zonk_theta sig_theta                        `thenNF_Tc` \ sig_theta' ->
270             newDicts SignatureOrigin sig_theta'         `thenNF_Tc` \ (dicts_sig, dict_ids) ->
271                 -- It's important that sig_theta is zonked, because
272                 -- dict_id is later used to form the type of the polymorphic thing,
273                 -- and forall-types must be zonked so far as their bound variables
274                 -- are concerned
275
276                 -- Check that the needed dicts can be expressed in
277                 -- terms of the signature ones
278             tcAddErrCtxt (sigsCtxt tysig_names) $
279             tcSimplifyAndCheck tyvars_to_gen dicts_sig lie      `thenTc` \ (lie_free, dict_binds) ->
280             returnTc (lie_free, dict_binds, dict_ids)
281
282     )                                           `thenTc` \ (lie_free, dict_binds, dicts_bound) ->
283
284     ASSERT( not (any (isUnboxedTypeKind . tyVarKind) tyvars_to_gen_list) )
285                 -- The instCantBeGeneralised stuff in tcSimplify should have
286                 -- already raised an error if we're trying to generalise an unboxed tyvar
287                 -- (NB: unboxed tyvars are always introduced along with a class constraint)
288                 -- and it's better done there because we have more precise origin information.
289                 -- That's why we just use an ASSERT here.
290
291          -- BUILD THE POLYMORPHIC RESULT IDs
292     mapNF_Tc zonkTcType mono_id_tys                     `thenNF_Tc` \ zonked_mono_id_types ->
293     let
294         exports  = zipWith3 mk_export binder_names mono_ids zonked_mono_id_types
295         dict_tys = map tcIdType dicts_bound
296
297         mk_export binder_name mono_id zonked_mono_id_ty
298           | maybeToBool maybe_sig = (sig_tyvars,         TcId sig_poly_id, TcId mono_id)
299           | otherwise             = (tyvars_to_gen_list, TcId poly_id,     TcId mono_id)
300           where
301             maybe_sig = maybeSig tc_ty_sigs binder_name
302             Just (TySigInfo _ sig_poly_id sig_tyvars _ _ _) = maybe_sig
303             poly_id = mkUserId binder_name poly_ty (prag_info_fn binder_name)
304             poly_ty = mkForAllTys tyvars_to_gen_list $ mkFunTys dict_tys $ zonked_mono_id_ty
305                                 -- It's important to build a fully-zonked poly_ty, because
306                                 -- we'll slurp out its free type variables when extending the
307                                 -- local environment (tcExtendLocalValEnv); if it's not zonked
308                                 -- it appears to have free tyvars that aren't actually free at all.
309     in
310
311          -- BUILD RESULTS
312     returnTc (
313          AbsBinds tyvars_to_gen_list
314                   dicts_bound
315                   exports
316                   (dict_binds `AndMonoBinds` mbind'),
317          lie_free,
318          [poly_id | (_, TcId poly_id, _) <- exports]
319     )
320   where
321     no_of_binders = length binder_names
322
323     mk_mono_id_ty binder_name = case maybeSig tc_ty_sigs binder_name of
324                                   Just (TySigInfo name _ _ _ tau_ty _) -> returnNF_Tc tau_ty -- There's a signature
325                                   otherwise                            -> newTyVarTy kind    -- No signature
326
327     tysig_names     = [name | (TySigInfo name _ _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
328     is_unrestricted = isUnRestrictedGroup tysig_names mbind
329
330     kind | is_rec    = mkBoxedTypeKind  -- Recursive, so no unboxed types
331          | otherwise = mkTypeKind               -- Non-recursive, so we permit unboxed types
332
333 zonk_theta theta = mapNF_Tc zonk theta
334         where
335           zonk (c,t) = zonkTcType t     `thenNF_Tc` \ t' ->
336                        returnNF_Tc (c,t')
337 \end{code}
338
339 @getImplicitStuffToGen@ decides what type variables generalise over.
340
341 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
342 for a definition -- we bind no dictionaries, and
343 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
344
345 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
346 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
347 we may well know more.  For example (this actually came up)
348         f :: Array Int Int
349         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
350 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
351 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
352 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
353 Int literals!
354
355 Find all the type variables involved in overloading, the
356 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
357 generalise.  We must be careful about doing this:
358
359  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
360         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
361         up printed out in interface files!  Notorious example:
362                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
363         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
364         Another, more common, example is when there's a Method inst in
365         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
366         type variables.
367
368  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
369         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
370         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
371
372 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
373 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
374 find which tyvars are constrained.
375
376 \begin{code}
377 getTyVarsToGen is_unrestricted mono_tyvars lie
378   = tcGetGlobalTyVars                           `thenNF_Tc` \ free_tyvars ->
379     zonkTcTyVars mono_tyvars                    `thenNF_Tc` \ mentioned_tyvars ->
380     let
381         tyvars_to_gen    = mentioned_tyvars `minusTyVarSet` free_tyvars
382     in
383     if is_unrestricted
384     then
385         returnTc (emptyTyVarSet, tyvars_to_gen)
386     else
387         tcSimplify tyvars_to_gen lie        `thenTc` \ (_, _, constrained_dicts) ->
388         let
389           -- ASSERT: dicts_sig is already zonked!
390             constrained_tyvars    = foldrBag (unionTyVarSets . tyVarsOfInst) emptyTyVarSet constrained_dicts
391             reduced_tyvars_to_gen = tyvars_to_gen `minusTyVarSet` constrained_tyvars
392         in
393         returnTc (constrained_tyvars, reduced_tyvars_to_gen)
394 \end{code}
395
396
397 \begin{code}
398 isUnRestrictedGroup :: [Name]           -- Signatures given for these
399                     -> RenamedMonoBinds
400                     -> Bool
401
402 is_elem v vs = isIn "isUnResMono" v vs
403
404 isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind (VarPatIn v) _ _) = v `is_elem` sigs
405 isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind other      _ _)   = False
406 isUnRestrictedGroup sigs (VarMonoBind v _)              = v `is_elem` sigs
407 isUnRestrictedGroup sigs (FunMonoBind _ _ _ _)          = True
408 isUnRestrictedGroup sigs (AndMonoBinds mb1 mb2)         = isUnRestrictedGroup sigs mb1 &&
409                                                           isUnRestrictedGroup sigs mb2
410 isUnRestrictedGroup sigs EmptyMonoBinds                 = True
411 \end{code}
412
413 @defaultUncommittedTyVar@ checks for generalisation over unboxed
414 types, and defaults any TypeKind TyVars to BoxedTypeKind.
415
416 \begin{code}
417 defaultUncommittedTyVar tyvar
418   | isTypeKind (tyVarKind tyvar)
419   = newTcTyVar mkBoxedTypeKind                                  `thenNF_Tc` \ boxed_tyvar ->
420     unifyTauTy (mkTyVarTy boxed_tyvar) (mkTyVarTy tyvar)        `thenTc_`
421     returnTc boxed_tyvar
422
423   | otherwise
424   = returnTc tyvar
425 \end{code}
426
427
428 %************************************************************************
429 %*                                                                      *
430 \subsection{tcMonoBind}
431 %*                                                                      *
432 %************************************************************************
433
434 @tcMonoBinds@ deals with a single @MonoBind@.  
435 The signatures have been dealt with already.
436
437 \begin{code}
438 tcMonoBinds :: RenamedMonoBinds 
439             -> [Name] -> [TcIdBndr s]
440             -> [TcSigInfo s]
441             -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s)
442
443 tcMonoBinds mbind binder_names mono_ids tc_ty_sigs
444   = tcExtendLocalValEnv binder_names mono_ids (
445         tc_mono_binds mbind
446     )
447   where
448     sig_names = [name | (TySigInfo name _ _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
449     sig_ids   = [id   | (TySigInfo _   id _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
450
451     tc_mono_binds EmptyMonoBinds = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE)
452
453     tc_mono_binds (AndMonoBinds mb1 mb2)
454       = tc_mono_binds mb1               `thenTc` \ (mb1a, lie1) ->
455         tc_mono_binds mb2               `thenTc` \ (mb2a, lie2) ->
456         returnTc (AndMonoBinds mb1a mb2a, lie1 `plusLIE` lie2)
457
458     tc_mono_binds (FunMonoBind name inf matches locn)
459       = tcAddSrcLoc locn                                $
460         tcLookupLocalValueOK "tc_mono_binds" name       `thenNF_Tc` \ id ->
461
462                 -- Before checking the RHS, extend the envt with
463                 -- bindings for the *polymorphic* Ids from any type signatures
464         tcExtendLocalValEnv sig_names sig_ids           $
465         tcMatchesFun name (idType id) matches           `thenTc` \ (matches', lie) ->
466
467         returnTc (FunMonoBind (TcId id) inf matches' locn, lie)
468
469     tc_mono_binds bind@(PatMonoBind pat grhss_and_binds locn)
470       = tcAddSrcLoc locn                        $
471         tcPat pat                               `thenTc` \ (pat2, lie_pat, pat_ty) ->
472         tcExtendLocalValEnv sig_names sig_ids   $
473         tcGRHSsAndBinds grhss_and_binds         `thenTc` \ (grhss_and_binds2, lie, grhss_ty) ->
474         tcAddErrCtxt (patMonoBindsCtxt bind)    $
475         unifyTauTy pat_ty grhss_ty              `thenTc_`
476         returnTc (PatMonoBind pat2 grhss_and_binds2 locn,
477                   plusLIE lie_pat lie)
478 \end{code}
479
480 %************************************************************************
481 %*                                                                      *
482 \subsection{Signatures}
483 %*                                                                      *
484 %************************************************************************
485
486 @tcSigs@ checks the signatures for validity, and returns a list of
487 {\em freshly-instantiated} signatures.  That is, the types are already
488 split up, and have fresh type variables installed.  All non-type-signature
489 "RenamedSigs" are ignored.
490
491 The @TcSigInfo@ contains @TcTypes@ because they are unified with
492 the variable's type, and after that checked to see whether they've
493 been instantiated.
494
495 \begin{code}
496 data TcSigInfo s
497   = TySigInfo       Name
498                     (TcIdBndr s)        -- *Polymorphic* binder for this value...
499                     [TcTyVar s] (TcThetaType s) (TcTauType s)
500                     SrcLoc
501
502
503 maybeSig :: [TcSigInfo s] -> Name -> Maybe (TcSigInfo s)
504         -- Search for a particular signature
505 maybeSig [] name = Nothing
506 maybeSig (sig@(TySigInfo sig_name _ _ _ _ _) : sigs) name
507   | name == sig_name = Just sig
508   | otherwise        = maybeSig sigs name
509 \end{code}
510
511
512 \begin{code}
513 tcTySig :: (Name -> PragmaInfo)
514         -> RenamedSig
515         -> TcM s (TcSigInfo s)
516
517 tcTySig prag_info_fn (Sig v ty src_loc)
518  = tcAddSrcLoc src_loc $
519    tcHsType ty                  `thenTc` \ sigma_ty ->
520    tcInstSigType sigma_ty       `thenNF_Tc` \ sigma_ty' ->
521    let
522      poly_id = mkUserId v sigma_ty' (prag_info_fn v)
523      (tyvars', theta', tau') = splitSigmaTy sigma_ty'
524         -- This splitSigmaTy tries hard to make sure that tau' is a type synonym
525         -- wherever possible, which can improve interface files.
526    in
527    returnTc (TySigInfo v poly_id tyvars' theta' tau' src_loc)
528 \end{code}
529
530 @checkSigMatch@ does the next step in checking signature matching.
531 The tau-type part has already been unified.  What we do here is to
532 check that this unification has not over-constrained the (polymorphic)
533 type variables of the original signature type.
534
535 The error message here is somewhat unsatisfactory, but it'll do for
536 now (ToDo).
537
538 \begin{code}
539 checkSigMatch []
540   = returnTc (error "checkSigMatch")
541
542 checkSigMatch tc_ty_sigs@( sig1@(TySigInfo _ id1 _ theta1 _ _) : all_sigs_but_first )
543   =     -- CHECK THAT THE SIGNATURE TYVARS AND TAU_TYPES ARE OK
544         -- Doesn't affect substitution
545     mapTc check_one_sig tc_ty_sigs      `thenTc_`
546
547         -- CHECK THAT ALL THE SIGNATURE CONTEXTS ARE UNIFIABLE
548         -- The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
549         -- must all have the same context (or none).
550         --
551         -- We unify them because, with polymorphic recursion, their types
552         -- might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
553         -- ToDo: amplify
554     mapTc check_one_cxt all_sigs_but_first              `thenTc_`
555
556     returnTc theta1
557   where
558     sig1_dict_tys       = mk_dict_tys theta1
559     n_sig1_dict_tys     = length sig1_dict_tys
560
561     check_one_cxt sig@(TySigInfo _ id _  theta _ src_loc)
562        = tcAddSrcLoc src_loc    $
563          tcAddErrCtxt (sigContextsCtxt id1 id) $
564          checkTc (length this_sig_dict_tys == n_sig1_dict_tys)
565                                 sigContextsErr          `thenTc_`
566          unifyTauTyLists sig1_dict_tys this_sig_dict_tys
567       where
568          this_sig_dict_tys = mk_dict_tys theta
569
570     check_one_sig (TySigInfo name id sig_tyvars _ sig_tau src_loc)
571       = tcAddSrcLoc src_loc     $
572         tcAddErrCtxt (sigCtxt id) $
573         checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau
574
575     mk_dict_tys theta = [mkDictTy c t | (c,t) <- theta]
576 \end{code}
577
578
579 @checkSigTyVars@ is used after the type in a type signature has been unified with
580 the actual type found.  It then checks that the type variables of the type signature
581 are
582         (a) still all type variables
583                 eg matching signature [a] against inferred type [(p,q)]
584                 [then a will be unified to a non-type variable]
585
586         (b) still all distinct
587                 eg matching signature [(a,b)] against inferred type [(p,p)]
588                 [then a and b will be unified together]
589
590 BUT ACTUALLY THESE FIRST TWO ARE FORCED BY USING DontBind TYVARS
591
592         (c) not mentioned in the environment
593                 eg the signature for f in this:
594
595                         g x = ... where
596                                         f :: a->[a]
597                                         f y = [x,y]
598
599                 Here, f is forced to be monorphic by the free occurence of x.
600
601 Before doing this, the substitution is applied to the signature type variable.
602
603 \begin{code}
604 checkSigTyVars :: [TcTyVar s]           -- The original signature type variables
605                -> TcType s              -- signature type (for err msg)
606                -> TcM s ()
607
608 checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau
609   = tcGetGlobalTyVars                   `thenNF_Tc` \ globals ->
610     let
611         mono_tyvars = filter (`elementOfTyVarSet` globals) sig_tyvars
612     in
613         -- TEMPORARY FIX
614         -- Until the final Bind-handling stuff is in, several type signatures in the same
615         -- bindings group can cause the signature type variable from the different
616         -- signatures to be unified.  So we still need to zonk and check point (b).
617         -- Remove when activating the new binding code
618     mapNF_Tc zonkTcTyVar sig_tyvars     `thenNF_Tc` \ sig_tys ->
619     checkTcM (hasNoDups (map (getTyVar "checkSigTyVars") sig_tys))
620              (zonkTcType sig_tau        `thenNF_Tc` \ sig_tau' ->
621               failTc (badMatchErr sig_tau sig_tau')
622              )                          `thenTc_`
623
624
625         -- Check point (c)
626         -- We want to report errors in terms of the original signature tyvars,
627         -- ie sig_tyvars, NOT sig_tyvars'.  sig_tys and sig_tyvars' correspond
628         -- 1-1 with sig_tyvars, so we can just map back.
629     checkTc (null mono_tyvars)
630             (notAsPolyAsSigErr sig_tau mono_tyvars)
631 \end{code}
632
633
634 %************************************************************************
635 %*                                                                      *
636 \subsection{SPECIALIZE pragmas}
637 %*                                                                      *
638 %************************************************************************
639
640
641 @tcPragmaSigs@ munches up the "signatures" that arise through *user*
642 pragmas.  It is convenient for them to appear in the @[RenamedSig]@
643 part of a binding because then the same machinery can be used for
644 moving them into place as is done for type signatures.
645
646 \begin{code}
647 tcPragmaSigs :: [RenamedSig]                    -- The pragma signatures
648              -> TcM s (Name -> PragmaInfo,      -- Maps name to the appropriate PragmaInfo
649                        TcHsBinds s,
650                        LIE s)
651
652 -- For now we just deal with INLINE pragmas
653 tcPragmaSigs sigs = returnTc (prag_fn, EmptyBinds, emptyLIE )
654   where
655     prag_fn name | any has_inline sigs = IWantToBeINLINEd
656                  | otherwise           = NoPragmaInfo
657                  where
658                     has_inline (InlineSig n _) = (n == name)
659                     has_inline other           = False
660                 
661
662 {- 
663 tcPragmaSigs sigs
664   = mapAndUnzip3Tc tcPragmaSig sigs     `thenTc` \ (names_w_id_infos, binds, lies) ->
665     let
666         name_to_info name = foldr ($) noIdInfo
667                                   [info_fn | (n,info_fn) <- names_w_id_infos, n==name]
668     in
669     returnTc (name_to_info,
670               foldr ThenBinds EmptyBinds binds,
671               foldr plusLIE emptyLIE lies)
672 \end{code}
673
674 Here are the easy cases for tcPragmaSigs
675
676 \begin{code}
677 tcPragmaSig (DeforestSig name loc)
678   = returnTc ((name, addDeforestInfo DoDeforest),EmptyBinds,emptyLIE)
679 tcPragmaSig (InlineSig name loc)
680   = returnTc ((name, addUnfoldInfo (iWantToBeINLINEd UnfoldAlways)), EmptyBinds, emptyLIE)
681 tcPragmaSig (MagicUnfoldingSig name string loc)
682   = returnTc ((name, addUnfoldInfo (mkMagicUnfolding string)), EmptyBinds, emptyLIE)
683 \end{code}
684
685 The interesting case is for SPECIALISE pragmas.  There are two forms.
686 Here's the first form:
687 \begin{verbatim}
688         f :: Ord a => [a] -> b -> b
689         {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b #-}
690 \end{verbatim}
691
692 For this we generate:
693 \begin{verbatim}
694         f* = /\ b -> let d1 = ...
695                      in f Int b d1
696 \end{verbatim}
697
698 where f* is a SpecPragmaId.  The **sole** purpose of SpecPragmaIds is to
699 retain a right-hand-side that the simplifier will otherwise discard as
700 dead code... the simplifier has a flag that tells it not to discard
701 SpecPragmaId bindings.
702
703 In this case the f* retains a call-instance of the overloaded
704 function, f, (including appropriate dictionaries) so that the
705 specialiser will subsequently discover that there's a call of @f@ at
706 Int, and will create a specialisation for @f@.  After that, the
707 binding for @f*@ can be discarded.
708
709 The second form is this:
710 \begin{verbatim}
711         f :: Ord a => [a] -> b -> b
712         {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b = g #-}
713 \end{verbatim}
714
715 Here @g@ is specified as a function that implements the specialised
716 version of @f@.  Suppose that g has type (a->b->b); that is, g's type
717 is more general than that required.  For this we generate
718 \begin{verbatim}
719         f@Int = /\b -> g Int b
720         f* = f@Int
721 \end{verbatim}
722
723 Here @f@@Int@ is a SpecId, the specialised version of @f@.  It inherits
724 f's export status etc.  @f*@ is a SpecPragmaId, as before, which just serves
725 to prevent @f@@Int@ from being discarded prematurely.  After specialisation,
726 if @f@@Int@ is going to be used at all it will be used explicitly, so the simplifier can
727 discard the f* binding.
728
729 Actually, there is really only point in giving a SPECIALISE pragma on exported things,
730 and the simplifer won't discard SpecIds for exporte things anyway, so maybe this is
731 a bit of overkill.
732
733 \begin{code}
734 tcPragmaSig (SpecSig name poly_ty maybe_spec_name src_loc)
735   = tcAddSrcLoc src_loc                         $
736     tcAddErrCtxt (valSpecSigCtxt name spec_ty)  $
737
738         -- Get and instantiate its alleged specialised type
739     tcHsType poly_ty                            `thenTc` \ sig_sigma ->
740     tcInstSigType  sig_sigma                    `thenNF_Tc` \ sig_ty ->
741     let
742         (sig_tyvars, sig_theta, sig_tau) = splitSigmaTy sig_ty
743         origin = ValSpecOrigin name
744     in
745
746         -- Check that the SPECIALIZE pragma had an empty context
747     checkTc (null sig_theta)
748             (panic "SPECIALIZE non-empty context (ToDo: msg)") `thenTc_`
749
750         -- Get and instantiate the type of the id mentioned
751     tcLookupLocalValueOK "tcPragmaSig" name     `thenNF_Tc` \ main_id ->
752     tcInstSigType [] (idType main_id)           `thenNF_Tc` \ main_ty ->
753     let
754         (main_tyvars, main_rho) = splitForAllTy main_ty
755         (main_theta,main_tau)   = splitRhoTy main_rho
756         main_arg_tys            = mkTyVarTys main_tyvars
757     in
758
759         -- Check that the specialised type is indeed an instance of
760         -- the type of the main function.
761     unifyTauTy sig_tau main_tau         `thenTc_`
762     checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau   `thenTc_`
763
764         -- Check that the type variables of the polymorphic function are
765         -- either left polymorphic, or instantiate to ground type.
766         -- Also check that the overloaded type variables are instantiated to
767         -- ground type; or equivalently that all dictionaries have ground type
768     mapTc zonkTcType main_arg_tys       `thenNF_Tc` \ main_arg_tys' ->
769     zonkTcThetaType main_theta          `thenNF_Tc` \ main_theta' ->
770     tcAddErrCtxt (specGroundnessCtxt main_arg_tys')
771               (checkTc (all isGroundOrTyVarTy main_arg_tys'))           `thenTc_`
772     tcAddErrCtxt (specContextGroundnessCtxt main_theta')
773               (checkTc (and [isGroundTy ty | (_,ty) <- theta']))        `thenTc_`
774
775         -- Build the SpecPragmaId; it is the thing that makes sure we
776         -- don't prematurely dead-code-eliminate the binding we are really interested in.
777     newSpecPragmaId name sig_ty         `thenNF_Tc` \ spec_pragma_id ->
778
779         -- Build a suitable binding; depending on whether we were given
780         -- a value (Maybe Name) to be used as the specialisation.
781     case using of
782       Nothing ->                -- No implementation function specified
783
784                 -- Make a Method inst for the occurrence of the overloaded function
785         newMethodWithGivenTy (OccurrenceOf name)
786                   (TcId main_id) main_arg_tys main_rho  `thenNF_Tc` \ (lie, meth_id) ->
787
788         let
789             pseudo_bind = VarMonoBind spec_pragma_id pseudo_rhs
790             pseudo_rhs  = mkHsTyLam sig_tyvars (HsVar (TcId meth_id))
791         in
792         returnTc (pseudo_bind, lie, \ info -> info)
793
794       Just spec_name ->         -- Use spec_name as the specialisation value ...
795
796                 -- Type check a simple occurrence of the specialised Id
797         tcId spec_name          `thenTc` \ (spec_body, spec_lie, spec_tau) ->
798
799                 -- Check that it has the correct type, and doesn't constrain the
800                 -- signature variables at all
801         unifyTauTy sig_tau spec_tau             `thenTc_`
802         checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau       `thenTc_`
803
804             -- Make a local SpecId to bind to applied spec_id
805         newSpecId main_id main_arg_tys sig_ty   `thenNF_Tc` \ local_spec_id ->
806
807         let
808             spec_rhs   = mkHsTyLam sig_tyvars spec_body
809             spec_binds = VarMonoBind local_spec_id spec_rhs
810                            `AndMonoBinds`
811                          VarMonoBind spec_pragma_id (HsVar (TcId local_spec_id))
812             spec_info  = SpecInfo spec_tys (length main_theta) local_spec_id
813         in
814         returnTc ((name, addSpecInfo spec_info), spec_binds, spec_lie)
815 -}
816 \end{code}
817
818
819 %************************************************************************
820 %*                                                                      *
821 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
822 %*                                                                      *
823 %************************************************************************
824
825
826 \begin{code}
827 patMonoBindsCtxt bind sty
828   = hang (ptext SLIT("In a pattern binding:")) 4 (ppr sty bind)
829
830 -----------------------------------------------
831 valSpecSigCtxt v ty sty
832   = hang (ptext SLIT("In a SPECIALIZE pragma for a value:"))
833          4 (sep [(<>) (ppr sty v) (ptext SLIT(" ::")),
834                   ppr sty ty])
835
836
837
838 -----------------------------------------------
839 notAsPolyAsSigErr sig_tau mono_tyvars sty
840   = hang (ptext SLIT("A type signature is more polymorphic than the inferred type"))
841         4  (vcat [text "Some type variables in the inferred type can't be forall'd, namely:",
842                       interpp'SP sty mono_tyvars,
843                       ptext SLIT("Possible cause: the RHS mentions something subject to the monomorphism restriction")
844                      ])
845
846 -----------------------------------------------
847 badMatchErr sig_ty inferred_ty sty
848   = hang (ptext SLIT("Type signature doesn't match inferred type"))
849          4 (vcat [hang (ptext SLIT("Signature:")) 4 (ppr sty sig_ty),
850                       hang (ptext SLIT("Inferred :")) 4 (ppr sty inferred_ty)
851            ])
852
853 -----------------------------------------------
854 sigCtxt id sty 
855   = sep [ptext SLIT("When checking signature for"), ppr sty id]
856 sigsCtxt ids sty 
857   = sep [ptext SLIT("When checking signature(s) for:"), interpp'SP sty ids]
858
859 -----------------------------------------------
860 sigContextsErr sty
861   = ptext SLIT("Mismatched contexts")
862 sigContextsCtxt s1 s2 sty
863   = hang (hsep [ptext SLIT("When matching the contexts of the signatures for"), 
864                 ppr sty s1, ptext SLIT("and"), ppr sty s2])
865          4 (ptext SLIT("(the signature contexts in a mutually recursive group should all be identical)"))
866
867 -----------------------------------------------
868 specGroundnessCtxt
869   = panic "specGroundnessCtxt"
870
871 --------------------------------------------
872 specContextGroundnessCtxt -- err_ctxt dicts sty
873   = panic "specContextGroundnessCtxt"
874 {-
875   = hang (
876         sep [hsep [ptext SLIT("In the SPECIALIZE pragma for"), ppr sty name],
877              hcat [ptext SLIT(" specialised to the type"), ppr sty spec_ty],
878              pp_spec_id sty,
879              ptext SLIT("... not all overloaded type variables were instantiated"),
880              ptext SLIT("to ground types:")])
881       4 (vcat [hsep [ppr sty c, ppr sty t]
882                   | (c,t) <- map getDictClassAndType dicts])
883   where
884     (name, spec_ty, locn, pp_spec_id)
885       = case err_ctxt of
886           ValSpecSigCtxt    n ty loc      -> (n, ty, loc, \ x -> empty)
887           ValSpecSpecIdCtxt n ty spec loc ->
888             (n, ty, loc,
889              \ sty -> hsep [ptext SLIT("... type of explicit id"), ppr sty spec])
890 -}
891 \end{code}
892
893
894
895