[project @ 2003-10-13 14:54:37 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / hsSyn / HsTypes.lhs
index 425ee72..6d8013c 100644 (file)
-%
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+]%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[HsTypes]{Abstract syntax: user-defined types}
 
-If compiled without \tr{#define COMPILING_GHC}, you get
-(part of) a Haskell-abstract-syntax library.  With it,
-you get part of GHC.
-
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module HsTypes (
-       HsType(..), HsTyVar(..),
-       SYN_IE(Context), SYN_IE(ClassAssertion)
-
-       , mkHsForAllTy
-       , getTyVarName, replaceTyVarName
-       , pprParendHsType
-       , pprContext
-       , cmpHsType, cmpContext
+         HsType(..), HsTyVarBndr(..), 
+       , HsContext, HsPred(..)
+
+       , mkHsForAllTy, mkHsDictTy, mkHsIParamTy
+       , hsTyVarName, hsTyVarNames, replaceTyVarName
+       , splitHsInstDeclTy
+       
+       -- Type place holder
+       , PostTcType, placeHolderType,
+
+       -- Name place holder
+       , SyntaxName, placeHolderName,
+
+       -- Printing
+       , pprParendHsType, pprHsForAll, pprHsContext, ppr_hs_context, pprHsTyVarBndr
     ) where
 
-IMP_Ubiq()
+#include "HsVersions.h"
+
+import TcType          ( Type, Kind, liftedTypeKind, eqKind )
+import TypeRep         ( Type )
+import Name            ( Name, mkInternalName )
+import OccName         ( mkVarOcc )
+import PprType         ( {- instance Outputable Kind -}, pprParendKind, pprKind )
+import BasicTypes      ( IPName, Boxity, tupleParens )
+import PrelNames       ( unboundKey )
+import SrcLoc          ( noSrcLoc )
+import Outputable
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Annotating the syntax}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+type PostTcType = Type         -- Used for slots in the abstract syntax
+                               -- where we want to keep slot for a type
+                               -- to be added by the type checker...but
+                               -- before typechecking it's just bogus
+
+placeHolderType :: PostTcType  -- Used before typechecking
+placeHolderType  = panic "Evaluated the place holder for a PostTcType"
+
 
-import Outputable      ( interppSP, ifnotPprForUser )
-import Kind            ( Kind {- instance Outputable -} )
-import Name            ( nameOccName )
-import Pretty
-import PprStyle                ( PprStyle(..) )
-import Util            ( thenCmp, cmpList, isIn, panic# )
+type SyntaxName = Name         -- These names are filled in by the renamer
+                               -- Before then they are a placeHolderName (so that
+                               --      we can still print the HsSyn)
+                               -- They correspond to "rebindable syntax";
+                               -- See RnEnv.lookupSyntaxName
+
+placeHolderName :: SyntaxName
+placeHolderName = mkInternalName unboundKey 
+                       (mkVarOcc FSLIT("syntaxPlaceHolder")) 
+                       noSrcLoc
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Data types}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 This is the syntax for types as seen in type signatures.
 
 \begin{code}
-type Context name = [ClassAssertion name]
+type HsContext name = [HsPred name]
 
-type ClassAssertion name = (name, HsType name)
-       -- The type is usually a type variable, but it
-       -- doesn't have to be when reading interface files
+data HsPred name = HsClassP name [HsType name]
+                | HsIParam (IPName name) (HsType name)
 
 data HsType name
-  = HsPreForAllTy      (Context name)
-                       (HsType name)
+  = HsForAllTy (Maybe [HsTyVarBndr name])      -- Nothing for implicitly quantified signatures
+               (HsContext name)
+               (HsType name)
 
-       -- The renamer turns HsPreForAllTys into HsForAllTys when they
-       -- occur in signatures, to make the binding of variables
-       -- explicit.  This distinction is made visible for
-       -- non-COMPILING_GHC code, because you probably want to do the
-       -- same thing.
+  | HsTyVar            name            -- Type variable or type constructor
 
-  | HsForAllTy         [HsTyVar name]
-                       (Context name)
+  | HsAppTy            (HsType name)
                        (HsType name)
 
-  | MonoTyVar          name            -- Type variable
-
-  | MonoTyApp          (HsType name)
+  | HsFunTy            (HsType name)   -- function type
                        (HsType name)
 
-  | MonoFunTy          (HsType name) -- function type
-                       (HsType name)
+  | HsListTy           (HsType name)   -- Element type
 
-  | MonoListTy         name            -- The list TyCon name
-                       (HsType name)   -- Element type
+  | HsPArrTy           (HsType name)   -- Elem. type of parallel array: [:t:]
 
-  | MonoTupleTy                name            -- The tuple TyCon name
+  | HsTupleTy          Boxity
                        [HsType name]   -- Element types (length gives arity)
 
-  -- these next two are only used in unfoldings in interfaces
-  | MonoDictTy         name    -- Class
-                       (HsType name)
-
-mkHsForAllTy []  []   ty = ty
-mkHsForAllTy tvs ctxt ty = HsForAllTy tvs ctxt ty
-
-data HsTyVar name
-  = UserTyVar name
-  | IfaceTyVar name Kind
-       -- *** NOTA BENE *** A "monotype" in a pragma can have
-       -- for-alls in it, (mostly to do with dictionaries).  These
-       -- must be explicitly Kinded.
+  | HsOpTy             (HsType name) name (HsType name)
 
-getTyVarName (UserTyVar n)    = n
-getTyVarName (IfaceTyVar n _) = n
+  | HsParTy            (HsType name)   
+       -- Parenthesis preserved for the precedence re-arrangement in RnTypes
+       -- It's important that a * (b + c) doesn't get rearranged to (a*b) + c!
+       -- 
+       -- However, NB that toHsType doesn't add HsParTys (in an effort to keep
+       -- interface files smaller), so when printing a HsType we may need to
+       -- add parens.  
 
-replaceTyVarName :: HsTyVar name1 -> name2 -> HsTyVar name2
-replaceTyVarName (UserTyVar n)    n' = UserTyVar n'
-replaceTyVarName (IfaceTyVar n k) n' = IfaceTyVar n' k
-\end{code}
+  | HsNumTy             Integer                -- Generics only
 
+  -- these next two are only used in interfaces
+  | HsPredTy           (HsPred name)
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Pretty printing}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+  | HsKindSig          (HsType name)   -- (ty :: kind)
+                       Kind            -- A type with a kind signature
 
-\begin{code}
 
-instance (Outputable name) => Outputable (HsType name) where
-    ppr = pprHsType
-
-instance (Outputable name) => Outputable (HsTyVar name) where
-    ppr sty (UserTyVar name) = ppr_hs_tyname sty name
-    ppr sty (IfaceTyVar name kind) = ppCat [ppr_hs_tyname sty name, ppStr "::", ppr sty kind]
-
-
--- Here comes a rather gross hack.  
--- We want to print data and class decls in interface files, from the original source
--- When we do, we want the type variables to come out with their original names, not
--- some new unique (or else interfaces wobble too much).  So when we come to one of
--- these type variables we sneakily change the style to PprForUser!
-ppr_hs_tyname PprInterface tv_name = ppr PprForUser tv_name
-ppr_hs_tyname other_sty    tv_name = ppr other_sty tv_name
-
-ppr_forall sty ctxt_prec [] [] ty
-   = ppr_mono_ty sty ctxt_prec ty
-ppr_forall sty ctxt_prec tvs ctxt ty
-   = ppSep [ppStr "_forall_", ppBracket (interppSP sty tvs),
-           pprContext sty ctxt,  ppStr "=>",
-           pprHsType sty ty]
-
-pprContext :: (Outputable name) => PprStyle -> (Context name) -> Pretty
-pprContext sty []              = ppNil
-pprContext sty context
-  = ppCat [ppCurlies (ppIntersperse pp'SP (map ppr_assert context))]
-  where
-    ppr_assert (clas, ty) = ppCat [ppr sty clas, ppr sty ty]
-\end{code}
+-----------------------
+-- Combine adjacent for-alls. 
+-- The following awkward situation can happen otherwise:
+--     f :: forall a. ((Num a) => Int)
+-- might generate HsForAll (Just [a]) [] (HsForAll Nothing [Num a] t)
+-- Then a isn't discovered as ambiguous, and we abstract the AbsBinds wrt []
+-- but the export list abstracts f wrt [a].  Disaster.
+--
+-- A valid type must have one for-all at the top of the type, or of the fn arg types
 
-\begin{code}
-pREC_TOP = (0 :: Int)
-pREC_FUN = (1 :: Int)
-pREC_CON = (2 :: Int)
+mkHsForAllTy mtvs []   ty = mk_forall_ty mtvs ty
+mkHsForAllTy mtvs ctxt ty = HsForAllTy mtvs ctxt ty
 
-maybeParen :: Bool -> Pretty -> Pretty
-maybeParen True  p = ppParens p
-maybeParen False p = p
-       
--- printing works more-or-less as for Types
+-- mk_forall_ty makes a pure for-all type (no context)
+mk_forall_ty (Just []) ty                        = ty  -- Explicit for-all with no tyvars
+mk_forall_ty mtvs1     (HsParTy ty)              = mk_forall_ty mtvs1 ty
+mk_forall_ty mtvs1     (HsForAllTy mtvs2 ctxt ty) = mkHsForAllTy (mtvs1 `plus` mtvs2) ctxt ty
+mk_forall_ty mtvs1     ty                        = HsForAllTy mtvs1 [] ty
 
-pprHsType, pprParendHsType :: (Outputable name) => PprStyle -> HsType name -> Pretty
+mtvs1       `plus` Nothing     = mtvs1
+Nothing     `plus` mtvs2       = mtvs2 
+(Just tvs1) `plus` (Just tvs2) = Just (tvs1 ++ tvs2)
 
-pprHsType sty ty       = ppr_mono_ty sty pREC_TOP ty
-pprParendHsType sty ty = ppr_mono_ty sty pREC_CON ty
+mkHsDictTy cls tys = HsPredTy (HsClassP cls tys)
+mkHsIParamTy v ty  = HsPredTy (HsIParam v ty)
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (HsPreForAllTy ctxt ty)     = ppr_forall sty ctxt_prec [] ctxt ty
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (HsForAllTy tvs ctxt ty)    = ppr_forall sty ctxt_prec tvs ctxt ty
+data HsTyVarBndr name
+  = UserTyVar name
+  | KindedTyVar name Kind
+       -- *** NOTA BENE *** A "monotype" in a pragma can have
+       -- for-alls in it, (mostly to do with dictionaries).  These
+       -- must be explicitly Kinded.
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoTyVar name) = ppr_hs_tyname sty name
+hsTyVarName (UserTyVar n)     = n
+hsTyVarName (KindedTyVar n _) = n
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoFunTy ty1 ty2)
-  = let p1 = ppr_mono_ty sty pREC_FUN ty1
-       p2 = ppr_mono_ty sty pREC_TOP ty2
-    in
-    maybeParen (ctxt_prec >= pREC_FUN)
-              (ppSep [p1, ppBeside (ppStr "-> ") p2])
+hsTyVarNames tvs = map hsTyVarName tvs
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoTupleTy _ tys)
- = ppParens (ppInterleave ppComma (map (ppr sty) tys))
+replaceTyVarName :: HsTyVarBndr name1 -> name2 -> HsTyVarBndr name2
+replaceTyVarName (UserTyVar n)     n' = UserTyVar n'
+replaceTyVarName (KindedTyVar n k) n' = KindedTyVar n' k
+\end{code}
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoListTy _ ty)
- = ppBesides [ppLbrack, ppr_mono_ty sty pREC_TOP ty, ppRbrack]
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoTyApp fun_ty arg_ty)
-  = maybeParen (ctxt_prec >= pREC_CON)
-              (ppCat [ppr_mono_ty sty pREC_FUN fun_ty, ppr_mono_ty sty pREC_CON arg_ty])
+\begin{code}
+splitHsInstDeclTy 
+    :: Outputable name
+    => HsType name 
+    -> ([HsTyVarBndr name], HsContext name, name, [HsType name])
+       -- Split up an instance decl type, returning the pieces
+
+-- In interface files, the instance declaration head is created
+-- by HsTypes.toHsType, which does not guarantee to produce a
+-- HsForAllTy.  For example, if we had the weird decl
+--     instance Foo T => Foo [T]
+-- then we'd get the instance type
+--     Foo T -> Foo [T]
+-- So when colleting the instance context, to be on the safe side
+-- we gather predicate arguments
+-- 
+-- For source code, the parser ensures the type will have the right shape.
+-- (e.g. see ParseUtil.checkInstType)
+
+splitHsInstDeclTy inst_ty
+  = case inst_ty of
+       HsForAllTy (Just tvs) cxt1 tau 
+             -> (tvs, cxt1++cxt2, cls, tys)
+             where
+                (cxt2, cls, tys) = split_tau tau
+
+       other -> ([],  cxt2,  cls, tys)
+             where
+                (cxt2, cls, tys) = split_tau inst_ty
 
-ppr_mono_ty sty ctxt_prec (MonoDictTy clas ty)
-  = ppCurlies (ppCat [ppr sty clas, ppr_mono_ty sty pREC_CON ty])
-       -- Curlies are temporary
+  where
+    split_tau (HsFunTy (HsPredTy p) ty)        = (p:ps, cls, tys)
+                                       where
+                                         (ps, cls, tys) = split_tau ty
+    split_tau (HsPredTy (HsClassP cls tys)) = ([], cls,tys)
+    split_tau other = pprPanic "splitHsInstDeclTy" (ppr inst_ty)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Comparison}
+\subsection{Pretty printing}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-We do define a specialised equality for these \tr{*Type} types; used
-in checking interfaces.  Most any other use is likely to be {\em
-wrong}, so be careful!
+NB: these types get printed into interface files, so 
+    don't change the printing format lightly
 
 \begin{code}
-cmpHsTyVar :: (a -> a -> TAG_) -> HsTyVar a -> HsTyVar a -> TAG_
-cmpHsType :: (a -> a -> TAG_) -> HsType a -> HsType a -> TAG_
-cmpContext  :: (a -> a -> TAG_) -> Context  a -> Context  a -> TAG_
+instance (Outputable name) => Outputable (HsType name) where
+    ppr ty = pprHsType ty
 
-cmpHsTyVar cmp (UserTyVar v1)    (UserTyVar v2)    = v1 `cmp` v2
-cmpHsTyVar cmp (IfaceTyVar v1 _) (IfaceTyVar v2 _) = v1 `cmp` v2
-cmpHsTyVar cmp (UserTyVar _)    other             = LT_
-cmpHsTyVar cmp other1           other2            = GT_
+instance (Outputable name) => Outputable (HsTyVarBndr name) where
+    ppr (UserTyVar name)        = ppr name
+    ppr (KindedTyVar name kind) = pprHsTyVarBndr name kind
 
+instance Outputable name => Outputable (HsPred name) where
+    ppr (HsClassP clas tys) = ppr clas <+> hsep (map pprParendHsType tys)
+    ppr (HsIParam n ty)    = hsep [ppr n, dcolon, ppr ty]
 
--- We assume that HsPreForAllTys have been smashed by now.
-# ifdef DEBUG
-cmpHsType _ (HsPreForAllTy _ _) _ = panic# "cmpHsType:HsPreForAllTy:1st arg"
-cmpHsType _ _ (HsPreForAllTy _ _) = panic# "cmpHsType:HsPreForAllTy:2nd arg"
-# endif
+pprHsTyVarBndr :: Outputable name => name -> Kind -> SDoc
+pprHsTyVarBndr name kind | kind `eqKind` liftedTypeKind = ppr name
+                        | otherwise                    = hsep [ppr name, dcolon, pprParendKind kind]
 
-cmpHsType cmp (HsForAllTy tvs1 c1 t1) (HsForAllTy tvs2 c2 t2)
-  = cmpList (cmpHsTyVar cmp) tvs1 tvs2  `thenCmp`
-    cmpContext cmp c1 c2               `thenCmp`
-    cmpHsType cmp t1 t2
+pprHsForAll []  []  = empty
+pprHsForAll tvs cxt = ptext SLIT("forall") <+> interppSP tvs <+> pprHsContext cxt
 
-cmpHsType cmp (MonoTyVar n1) (MonoTyVar n2)
-  = cmp n1 n2
+pprHsContext :: (Outputable name) => HsContext name -> SDoc
+pprHsContext []         = empty
+pprHsContext cxt = ppr_hs_context cxt <+> ptext SLIT("=>")
+
+ppr_hs_context []  = empty
+ppr_hs_context cxt = parens (interpp'SP cxt)
+\end{code}
 
-cmpHsType cmp (MonoTupleTy _ tys1) (MonoTupleTy _ tys2)
-  = cmpList (cmpHsType cmp) tys1 tys2
-cmpHsType cmp (MonoListTy _ ty1) (MonoListTy _ ty2)
-  = cmpHsType cmp ty1 ty2
+\begin{code}
+pREC_TOP = (0 :: Int)  -- type   in ParseIface.y
+pREC_FUN = (1 :: Int)  -- btype  in ParseIface.y
+                       -- Used for LH arg of (->)
+pREC_OP  = (2 :: Int)  -- Used for arg of any infix operator
+                       -- (we don't keep their fixities around)
+pREC_CON = (3 :: Int)  -- Used for arg of type applicn: 
+                       -- always parenthesise unless atomic
+
+maybeParen :: Int      -- Precedence of context
+          -> Int       -- Precedence of top-level operator
+          -> SDoc -> SDoc      -- Wrap in parens if (ctxt >= op)
+maybeParen ctxt_prec op_prec p | ctxt_prec >= op_prec = parens p
+                              | otherwise            = p
+       
+-- printing works more-or-less as for Types
 
-cmpHsType cmp (MonoTyApp fun_ty1 arg_ty1) (MonoTyApp fun_ty2 arg_ty2)
-  = cmpHsType cmp fun_ty1 fun_ty2 `thenCmp` cmpHsType cmp arg_ty1 arg_ty2
+pprHsType, pprParendHsType :: (Outputable name) => HsType name -> SDoc
 
-cmpHsType cmp (MonoFunTy a1 b1) (MonoFunTy a2 b2)
-  = cmpHsType cmp a1 a2 `thenCmp` cmpHsType cmp b1 b2
+pprHsType ty       = getPprStyle $ \sty -> ppr_mono_ty pREC_TOP (prepare sty ty)
+pprParendHsType ty = ppr_mono_ty pREC_CON ty
 
-cmpHsType cmp (MonoDictTy c1 ty1)   (MonoDictTy c2 ty2)
-  = cmp c1 c2 `thenCmp` cmpHsType cmp ty1 ty2
+-- Before printing a type
+-- (a) Remove outermost HsParTy parens
+-- (b) Drop top-level for-all type variables in user style
+--     since they are implicit in Haskell
+prepare sty (HsParTy ty)         = prepare sty ty
+prepare sty (HsForAllTy _ cxt ty) | userStyle sty = (HsForAllTy Nothing cxt ty)
+prepare sty ty                   = ty
 
-cmpHsType cmp ty1 ty2 -- tags must be different
-  = let tag1 = tag ty1
-       tag2 = tag ty2
-    in
-    if tag1 _LT_ tag2 then LT_ else GT_
-  where
-    tag (MonoTyVar n1)         = (ILIT(1) :: FAST_INT)
-    tag (MonoTupleTy _ tys1)   = ILIT(2)
-    tag (MonoListTy _ ty1)     = ILIT(3)
-    tag (MonoTyApp tc1 tys1)   = ILIT(4)
-    tag (MonoFunTy a1 b1)      = ILIT(5)
-    tag (MonoDictTy c1 ty1)    = ILIT(7)
-    tag (HsForAllTy _ _ _)     = ILIT(8)
-    tag (HsPreForAllTy _ _)    = ILIT(9)
-
--------------------
-cmpContext cmp a b
-  = cmpList cmp_ctxt a b
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsForAllTy maybe_tvs ctxt ty)
+  = maybeParen ctxt_prec pREC_FUN $
+    sep [pp_header, ppr_mono_ty pREC_TOP ty]
   where
-    cmp_ctxt (c1, ty1) (c2, ty2)
-      = cmp c1 c2 `thenCmp` cmpHsType cmp ty1 ty2
+    pp_header = case maybe_tvs of
+                 Just tvs -> pprHsForAll tvs ctxt
+                 Nothing  -> pprHsContext ctxt
+
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsTyVar name)      = ppr name
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsFunTy ty1 ty2)   = ppr_fun_ty ctxt_prec ty1 ty2
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsTupleTy con tys) = tupleParens con (interpp'SP tys)
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsKindSig ty kind) = parens (ppr_mono_ty pREC_TOP ty <+> dcolon <+> pprKind kind)
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsListTy ty)      = brackets (ppr_mono_ty pREC_TOP ty)
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsPArrTy ty)      = pabrackets (ppr_mono_ty pREC_TOP ty)
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsPredTy pred)     = braces (ppr pred)
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsNumTy n)         = integer n  -- generics only
+
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsAppTy fun_ty arg_ty)
+  = maybeParen ctxt_prec pREC_CON $
+    hsep [ppr_mono_ty pREC_FUN fun_ty, ppr_mono_ty pREC_CON arg_ty]
+
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsOpTy ty1 op ty2)  
+  = maybeParen ctxt_prec pREC_OP $
+    ppr_mono_ty pREC_OP ty1 <+> ppr op <+> ppr_mono_ty pREC_OP ty2
+
+ppr_mono_ty ctxt_prec (HsParTy ty)
+  = parens (ppr_mono_ty pREC_TOP ty)
+  -- Put the parens in where the user did
+  -- But we still use the precedence stuff to add parens because
+  --   toHsType doesn't put in any HsParTys, so we may still need them
+
+--------------------------
+ppr_fun_ty ctxt_prec ty1 ty2
+  = let p1 = ppr_mono_ty pREC_FUN ty1
+       p2 = ppr_mono_ty pREC_TOP ty2
+    in
+    maybeParen ctxt_prec pREC_FUN $
+    sep [p1, ptext SLIT("->") <+> p2]
+
+--------------------------
+pabrackets p = ptext SLIT("[:") <> p <> ptext SLIT(":]")
 \end{code}
+
+