[project @ 2006-01-18 11:13:06 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcArrows.lhs
index eda193a..38ca1f6 100644 (file)
@@ -8,28 +8,30 @@ module TcArrows ( tcProc ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcCheckRho )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcCheckRho, tcInferRho )
 
 import HsSyn
-import TcHsSyn ( TcCmdTop, TcExpr, TcPat, mkHsLet )
+import TcHsSyn (  mkHsDictLet )
 
-import TcMatches ( TcStmtCtxt(..), tcMatchPats, matchCtxt, tcStmts,
-                 TcMatchCtxt(..), tcMatchesCase )
+import TcMatches ( tcMatchPats, matchCtxt, tcStmts, tcMDoStmt, tcGuardStmt,
+                  TcMatchCtxt(..), tcMatchesCase )
 
 import TcType  ( TcType, TcTauType, TcRhoType, mkFunTys, mkTyConApp,
-                 mkTyVarTy, mkAppTys, tcSplitTyConApp_maybe, tcEqType )
-import TcMType ( newTyVarTy, newTyVarTys, newSigTyVar, zonkTcType )
-import TcBinds ( tcBindsAndThen )
+                 mkTyVarTy, mkAppTys, tcSplitTyConApp_maybe, tcEqType, 
+                 SkolemInfo(..) )
+import TcMType ( newTyFlexiVarTy, newTyFlexiVarTys, tcSkolTyVars, zonkTcType )
+import TcBinds ( tcLocalBinds )
 import TcSimplify ( tcSimplifyCheck )
 import TcUnify ( Expected(..), checkSigTyVarsWrt, zapExpectedTo )
 import TcRnMonad
 import Inst    ( tcSyntaxName )
+import Name    ( Name )
 import TysWiredIn ( boolTy, pairTyCon )
 import VarSet 
-import Type    ( Kind,
-                 mkArrowKinds, liftedTypeKind, openTypeKind, tyVarsOfTypes )
-import RnHsSyn ( RenamedHsExpr, RenamedPat, RenamedHsCmdTop )
+import TysPrim ( alphaTyVar )
+import Type    ( Kind, mkArrowKinds, liftedTypeKind, openTypeKind, tyVarsOfTypes )
 
+import SrcLoc  ( Located(..) )
 import Outputable
 import Util    ( lengthAtLeast )
 
@@ -42,21 +44,25 @@ import Util ( lengthAtLeast )
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcProc :: RenamedPat -> RenamedHsCmdTop                -- proc pat -> expr
+tcProc :: InPat Name -> LHsCmdTop Name         -- proc pat -> expr
        -> Expected TcRhoType                   -- Expected type of whole proc expression
-       -> TcM (TcPat, TcCmdTop)
+       -> TcM (OutPat TcId, LHsCmdTop TcId)
 
 tcProc pat cmd exp_ty
- = do  { arr_ty <- newTyVarTy arrowTyConKind
-       ; [arg_ty, res_ty] <- newTyVarTys 2 liftedTypeKind
+-- gaw 2004 FIX?
+ = newArrowScope $ do
+       { arr_ty <- newTyFlexiVarTy arrowTyConKind
+       ; [arg_ty, res_ty] <- newTyFlexiVarTys 2 liftedTypeKind
        ; zapExpectedTo exp_ty (mkAppTys arr_ty [arg_ty,res_ty])
 
        ; let cmd_env = CmdEnv { cmd_arr = arr_ty }
-       ; ([pat'], cmd', ex_binds) <- incProcLevel $
-                                     tcMatchPats [(pat, Check arg_ty)] (Check res_ty) $
-                                     tcCmdTop cmd_env cmd ([], res_ty)
+       ; ([pat'], cmd') <- tcMatchPats [pat] [Check arg_ty] (Check res_ty) $
+                           tcCmdTop cmd_env cmd ([], res_ty)
+               -- The False says don't do GADT type refinement
+               -- This is a conservative choice, but I'm not sure of the consequences
+               -- of type refinement in the arrow world!
 
-       ; return (pat', glueBindsOnCmd ex_binds cmd') }
+       ; return (pat', cmd') }
 \end{code}
 
 
@@ -68,92 +74,97 @@ tcProc pat cmd exp_ty
 
 \begin{code}
 type CmdStack = [TcTauType]
-data CmdEnv   = CmdEnv { cmd_arr   :: TcType }         -- The arrow type constructor, of kind *->*->*
+data CmdEnv
+  = CmdEnv {
+       cmd_arr         :: TcType -- arrow type constructor, of kind *->*->*
+    }
 
 mkCmdArrTy :: CmdEnv -> TcTauType -> TcTauType -> TcTauType
 mkCmdArrTy env t1 t2 = mkAppTys (cmd_arr env) [t1, t2]
 
 ---------------------------------------
 tcCmdTop :: CmdEnv 
-        -> RenamedHsCmdTop 
-        -> (CmdStack, TcTauType)       -- Expected result type; always a monotype
+         -> LHsCmdTop Name
+         -> (CmdStack, TcTauType)      -- Expected result type; always a monotype
                                        -- We know exactly how many cmd args are expected,
                                        -- albeit perhaps not their types; so we can pass 
                                        -- in a CmdStack
-        -> TcM TcCmdTop
+        -> TcM (LHsCmdTop TcId)
 
-tcCmdTop env (HsCmdTop cmd _ _ names) (cmd_stk, res_ty)
-  = do { cmd'   <- tcCmd env cmd (cmd_stk, res_ty)
+tcCmdTop env (L loc (HsCmdTop cmd _ _ names)) (cmd_stk, res_ty)
+  = setSrcSpan loc $
+    do { cmd'   <- tcCmd env cmd (cmd_stk, res_ty)
        ; names' <- mapM (tcSyntaxName ProcOrigin (cmd_arr env)) names
-       ; return (HsCmdTop cmd' cmd_stk res_ty names') }
+       ; return (L loc $ HsCmdTop cmd' cmd_stk res_ty names') }
 
 
 ----------------------------------------
-tcCmd :: CmdEnv -> RenamedHsExpr -> (CmdStack, TcTauType) -> TcM TcExpr
+tcCmd :: CmdEnv -> LHsExpr Name -> (CmdStack, TcTauType) -> TcM (LHsExpr TcId)
        -- The main recursive function
+tcCmd env (L loc expr) res_ty
+  = setSrcSpan loc $ do
+       { expr' <- tc_cmd env expr res_ty
+       ; return (L loc expr') }
 
-tcCmd env (HsPar cmd) res_ty
+tc_cmd env (HsPar cmd) res_ty
   = do { cmd' <- tcCmd env cmd res_ty
        ; return (HsPar cmd') }
 
-tcCmd env (HsLet binds body) res_ty
-  = tcBindsAndThen HsLet binds $
-    tcCmd env body res_ty
+tc_cmd env (HsLet binds (L body_loc body)) res_ty
+  = do { (binds', body') <- tcLocalBinds binds         $
+                            setSrcSpan body_loc        $
+                            tc_cmd env body res_ty
+       ; return (HsLet binds' (L body_loc body')) }
 
-tcCmd env in_cmd@(HsCase scrut matches src_loc) (stk, res_ty)
-  = addSrcLoc src_loc                  $
-    addErrCtxt (cmdCtxt in_cmd)                $
-    tcMatchesCase match_ctxt matches (Check res_ty)
-                                       `thenM` \ (scrut_ty, matches') ->
+tc_cmd env in_cmd@(HsCase scrut matches) (stk, res_ty)
+  = addErrCtxt (cmdCtxt in_cmd)                $
     addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)   (
-      tcCheckRho scrut scrut_ty
-    )                                  `thenM` \ scrut' ->
-    returnM (HsCase scrut' matches' src_loc)
+      tcInferRho scrut 
+    )                                                          `thenM` \ (scrut', scrut_ty) ->
+    tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches (Check res_ty)   `thenM` \ matches' ->
+    returnM (HsCase scrut' matches')
   where
     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
                       mc_body = mc_body }
     mc_body body (Check res_ty') = tcCmd env body (stk, res_ty')
 
-tcCmd env (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
-  = addSrcLoc src_loc  $ 
-    do         { pred' <- tcCheckRho pred boolTy
+tc_cmd env (HsIf pred b1 b2) res_ty
+  = do         { pred' <- tcCheckRho pred boolTy
        ; b1'   <- tcCmd env b1 res_ty
        ; b2'   <- tcCmd env b2 res_ty
-       ; return (HsIf pred' b1' b2' src_loc)
+       ; return (HsIf pred' b1' b2')
     }
 
 -------------------------------------------
 --             Arrow application
---                 (f -< a)   or   (f =< a)
-
-tcCmd env cmd@(HsArrApp fun arg _ ho_app lr src_loc) (cmd_stk, res_ty)
-  = addSrcLoc src_loc          $ 
-    addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
-    do  { arg_ty <- newTyVarTy openTypeKind
-       ; let fun_ty = mkCmdArrTy env arg_ty res_ty
+--                 (f -< a)   or   (f -<< a)
 
-       ; checkTc (null cmd_stk) (nonEmptyCmdStkErr cmd)
+tc_cmd env cmd@(HsArrApp fun arg _ ho_app lr) (cmd_stk, res_ty)
+  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
+    do  { arg_ty <- newTyFlexiVarTy openTypeKind
+       ; let fun_ty = mkCmdArrTy env (foldl mkPairTy arg_ty cmd_stk) res_ty
 
-       ; fun' <- pop_arrow_binders (tcCheckRho fun fun_ty)
+       ; fun' <- select_arrow_scope (tcCheckRho fun fun_ty)
 
        ; arg' <- tcCheckRho arg arg_ty
 
-       ; return (HsArrApp fun' arg' fun_ty ho_app lr src_loc) }
+       ; return (HsArrApp fun' arg' fun_ty ho_app lr) }
   where
-       -- Before type-checking f, remove the "arrow binders" from the 
-       -- environment in the (-<) case.  
+       -- Before type-checking f, use the environment of the enclosing
+       -- proc for the (-<) case.  
        -- Local bindings, inside the enclosing proc, are not in scope 
-       -- inside f.  In the higher-order case (--<), they are.
-    pop_arrow_binders tc = case ho_app of
+       -- inside f.  In the higher-order case (-<<), they are.
+    select_arrow_scope tc = case ho_app of
        HsHigherOrderApp -> tc
-       HsFirstOrderApp  -> popArrowBinders tc
+       HsFirstOrderApp  -> escapeArrowScope tc
 
 -------------------------------------------
 --             Command application
 
-tcCmd env cmd@(HsApp fun arg) (cmd_stk, res_ty)
+tc_cmd env cmd@(HsApp fun arg) (cmd_stk, res_ty)
   = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
-    do  { arg_ty <- newTyVarTy openTypeKind
+-- gaw 2004 FIX?
+    do  { arg_ty <- newTyFlexiVarTy openTypeKind
 
        ; fun' <- tcCmd env fun (arg_ty:cmd_stk, res_ty)
 
@@ -164,76 +175,73 @@ tcCmd env cmd@(HsApp fun arg) (cmd_stk, res_ty)
 -------------------------------------------
 --             Lambda
 
-tcCmd env cmd@(HsLam match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss)) (cmd_stk, res_ty)
-  = addSrcLoc (getMatchLoc match)              $
-    addErrCtxt (matchCtxt match_ctxt match)    $
+-- gaw 2004
+tc_cmd env cmd@(HsLam (MatchGroup [L mtch_loc (match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss))] _))
+       (cmd_stk, res_ty)
+  = addErrCtxt (matchCtxt match_ctxt match)    $
 
     do {       -- Check the cmd stack is big enough
        ; checkTc (lengthAtLeast cmd_stk n_pats)
                  (kappaUnderflow cmd)
-       ; let pats_w_tys = zip pats (map Check cmd_stk)
 
                -- Check the patterns, and the GRHSs inside
-       ; (pats', grhss', ex_binds) <- tcMatchPats pats_w_tys (Check res_ty) $
-                                      tc_grhss grhss
+       ; (pats', grhss') <- setSrcSpan mtch_loc                                        $
+                            tcMatchPats pats (map Check cmd_stk) (Check res_ty)        $
+                            tc_grhss grhss
 
-       ; return (HsLam (Match pats' Nothing (glueBindsOnGRHSs ex_binds grhss')))
+       ; let match' = L mtch_loc (Match pats' Nothing grhss')
+       ; return (HsLam (MatchGroup [match'] res_ty))
        }
 
   where
     n_pats     = length pats
     stk'       = drop n_pats cmd_stk
     match_ctxt = LambdaExpr    -- Maybe KappaExpr?
+    pg_ctxt    = PatGuard match_ctxt
 
-    tc_grhss (GRHSs grhss binds _)
-       = tcBindsAndThen glueBindsOnGRHSs binds         $
-         do { grhss' <- mappM tc_grhs grhss
-            ; return (GRHSs grhss' EmptyBinds res_ty) }
+    tc_grhss (GRHSs grhss binds)
+       = do { (binds', grhss') <- tcLocalBinds binds $
+                                  mappM (wrapLocM tc_grhs) grhss
+            ; return (GRHSs grhss' binds') }
 
-    stmt_ctxt = SC { sc_what = PatGuard match_ctxt, 
-                    sc_rhs  = tcCheckRho, 
-                    sc_body = \ body -> tcCmd env body (stk', res_ty),
-                    sc_ty   = res_ty } -- ToDo: Is this right?
-    tc_grhs (GRHS guarded locn)
-       = addSrcLoc locn        $
-         do { guarded' <- tcStmts stmt_ctxt guarded    
-            ; return (GRHS guarded' locn) }
+    tc_grhs (GRHS guards body)
+       = do { (guards', rhs') <- tcStmts pg_ctxt
+                                         (tcGuardStmt res_ty)
+                                         guards
+                                         (tcCmd env body (stk', res_ty))
+            ; return (GRHS guards' rhs') }
 
 -------------------------------------------
 --             Do notation
 
-tcCmd env cmd@(HsDo do_or_lc stmts _ ty src_loc) (cmd_stk, res_ty)
+tc_cmd env cmd@(HsDo do_or_lc stmts body ty) (cmd_stk, res_ty)
   = do         { checkTc (null cmd_stk) (nonEmptyCmdStkErr cmd)
-       ; stmts' <- tcStmts stmt_ctxt stmts 
-       ; return (HsDo do_or_lc stmts' [] res_ty src_loc) }
-       -- The 'methods' needed for the HsDo are in the enclosing HsCmd
-       -- hence the empty list here
+       ; (stmts', body') <- tcStmts do_or_lc tc_stmt stmts $
+                            tcCmd env body ([], res_ty)
+       ; return (HsDo do_or_lc stmts' body' res_ty) }
   where
-    stmt_ctxt = SC { sc_what = do_or_lc,
-                    sc_rhs  = tc_rhs,
-                    sc_body = tc_ret,
-                    sc_ty   = res_ty }
-
-    tc_rhs rhs ty = tcCmd env rhs  ([], ty)
-    tc_ret body   = tcCmd env body ([], res_ty)
+    tc_stmt = tcMDoStmt res_ty tc_rhs
+    tc_rhs rhs = do { ty <- newTyFlexiVarTy liftedTypeKind
+                   ; rhs' <- tcCmd env rhs ([], ty)
+                   ; return (rhs', ty) }
 
 
 -----------------------------------------------------------------
---     Arrow ``forms''       (| e |) c1 .. cn
+--     Arrow ``forms''       (| e c1 .. cn |)
 --
 --     G      |-b  c : [s1 .. sm] s
 --     pop(G) |-   e : forall w. b ((w,s1) .. sm) s
 --                             -> a ((w,t1) .. tn) t
 --     e \not\in (s, s1..sm, t, t1..tn)
 --     ----------------------------------------------
---     G |-a  (| e |) c  :  [t1 .. tn] t
+--     G |-a  (| e c |)  :  [t1 .. tn] t
 
-tcCmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args src_loc) (cmd_stk, res_ty)       
-  = addSrcLoc src_loc          $ 
-    addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
-    do { cmds_w_tys <- mapM new_cmd_ty (cmd_args `zip` [1..])
-       ; w_tv       <- newSigTyVar liftedTypeKind
-       ; let w_ty = mkTyVarTy w_tv
+tc_cmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args) (cmd_stk, res_ty)      
+  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
+    do { cmds_w_tys <- zipWithM new_cmd_ty cmd_args [1..]
+       ; span       <- getSrcSpanM
+       ; [w_tv]     <- tcSkolTyVars (ArrowSkol span) [alphaTyVar]
+       ; let w_ty = mkTyVarTy w_tv     -- Just a convenient starting point
 
                --  a ((w,t1) .. tn) t
        ; let e_res_ty = mkCmdArrTy env (foldl mkPairTy w_ty cmd_stk) res_ty
@@ -244,31 +252,31 @@ tcCmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args src_loc) (cmd_stk, res_ty)
                              e_res_ty
 
                -- Check expr
-       ; (expr', lie) <- getLIE (tcCheckRho expr e_ty)
+       ; (expr', lie) <- escapeArrowScope (getLIE (tcCheckRho expr e_ty))
        ; inst_binds <- tcSimplifyCheck sig_msg [w_tv] [] lie
 
                -- Check that the polymorphic variable hasn't been unified with anything
                -- and is not free in res_ty or the cmd_stk  (i.e.  t, t1..tn)
-       ; [w_tv'] <- checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfTypes (res_ty:cmd_stk)) 
-                                      [w_tv] 
+       ; checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfTypes (res_ty:cmd_stk)) [w_tv] 
 
                -- OK, now we are in a position to unscramble 
                -- the s1..sm and check each cmd
-       ; cmds' <- mapM (tc_cmd w_tv') cmds_w_tys
+       ; cmds' <- mapM (tc_cmd w_tv) cmds_w_tys
 
-       ; returnM (HsArrForm (TyLam [w_tv'] (mkHsLet inst_binds expr')) fixity cmds' src_loc)
+       ; returnM (HsArrForm (mkHsTyLam [w_tv] (mkHsDictLet inst_binds expr')) fixity cmds')
        }
   where
        -- Make the types       
        --      b, ((e,s1) .. sm), s
-    new_cmd_ty :: (RenamedHsCmdTop, Int)
-              -> TcM (RenamedHsCmdTop, Int, TcType, TcType, TcType)
-    new_cmd_ty (cmd,i)
-         = do  { b_ty   <- newTyVarTy arrowTyConKind
-               ; tup_ty <- newTyVarTy liftedTypeKind
+    new_cmd_ty :: LHsCmdTop Name -> Int
+              -> TcM (LHsCmdTop Name, Int, TcType, TcType, TcType)
+    new_cmd_ty cmd i
+-- gaw 2004 FIX?
+         = do  { b_ty   <- newTyFlexiVarTy arrowTyConKind
+               ; tup_ty <- newTyFlexiVarTy liftedTypeKind
                        -- We actually make a type variable for the tuple
                        -- because we don't know how deeply nested it is yet    
-               ; s_ty   <- newTyVarTy liftedTypeKind
+               ; s_ty   <- newTyFlexiVarTy liftedTypeKind
                ; return (cmd, i, b_ty, tup_ty, s_ty)
                }
 
@@ -283,7 +291,7 @@ tcCmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args src_loc) (cmd_stk, res_ty)
                      not (w_tv `elemVarSet` tyVarsOfTypes arg_tys))
                     (badFormFun i tup_ty')
 
-          ; tcCmdTop (CmdEnv { cmd_arr = b }) cmd (arg_tys, s) }
+          ; tcCmdTop (env { cmd_arr = b }) cmd (arg_tys, s) }
 
     unscramble :: TcType -> (TcType, [TcType])
     -- unscramble ((w,s1) .. sn)       =  (w, [s1..sn])
@@ -302,7 +310,7 @@ tcCmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args src_loc) (cmd_stk, res_ty)
 --             Base case for illegal commands
 -- This is where expressions that aren't commands get rejected
 
-tcCmd env cmd _
+tc_cmd env cmd _
   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The expression"), nest 2 (ppr cmd), 
                      ptext SLIT("was found where an arrow command was expected")])
 \end{code}
@@ -316,14 +324,9 @@ tcCmd env cmd _
 
 
 \begin{code}
-glueBindsOnCmd EmptyBinds cmd                            = cmd
-glueBindsOnCmd binds      (HsCmdTop cmd stk res_ty names) = HsCmdTop (HsLet binds cmd) stk res_ty names
-       -- Existential bindings become local bindings in the command
-
-
 mkPairTy t1 t2 = mkTyConApp pairTyCon [t1,t2]
 
-arrowTyConKind :: Kind         -- *->*->*
+arrowTyConKind :: Kind         --  *->*->*
 arrowTyConKind = mkArrowKinds [liftedTypeKind, liftedTypeKind] liftedTypeKind
 \end{code}