[project @ 2000-04-20 16:22:46 by panne]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcClassDcl.lhs
index a890255..4018eb3 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1995
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcClassDcl]{Typechecking class declarations}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
-module TcClassDcl (
-       tcClassDecls1, tcClassDecls2,
-       ClassInfo   -- abstract
-    ) where
+module TcClassDcl ( kcClassDecl, tcClassDecl1, tcClassDecls2, mkImplicitClassBinds,
+                   tcMethodBind, checkFromThisClass
+                 ) where
 
-IMPORT_Trace           -- ToDo: rm (debugging)
-import Pretty  -- add proper one below
+#include "HsVersions.h"
 
-import TcMonad         -- typechecking monad machinery
-import TcMonadFns      ( newDicts, newClassOpLocals, copyTyVars )
-import AbsSyn          -- the stuff being typechecked
+import HsSyn           ( HsDecl(..), TyClDecl(..), Sig(..), MonoBinds(..),
+                         InPat(..), HsBinds(..), GRHSs(..),
+                         HsExpr(..), HsLit(..), HsType(..), HsPred(..),
+                         pprHsClassAssertion, unguardedRHS,
+                         andMonoBinds, andMonoBindList, getTyVarName,
+                         isClassDecl, isClassOpSig, isPragSig, collectMonoBinders
+                       )
+import HsPragmas       ( ClassPragmas(..) )
+import BasicTypes      ( NewOrData(..), TopLevelFlag(..), RecFlag(..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedTyClDecl, RenamedClassPragmas,
+                         RenamedClassOpSig, RenamedMonoBinds,
+                         RenamedContext, RenamedHsDecl, RenamedSig
+                       )
+import TcHsSyn         ( TcMonoBinds, idsToMonoBinds )
 
-import AbsPrel         ( pAT_ERROR_ID )
-import AbsUniType      ( mkClass, getClassKey, getClassBigSig,
-                         getClassOpString, getClassOps, splitType,
-                         mkSuperDictSelType, InstTyEnv(..),
-                         instantiateTy, instantiateThetaTy, UniType
+import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, newDicts, newMethod )
+import TcEnv           ( TcId, ValueEnv, TcTyThing(..), tcAddImportedIdInfo,
+                         tcLookupClass, tcLookupTy, tcExtendTyVarEnvForMeths, tcExtendGlobalTyVars,
+                         tcExtendLocalValEnv
                        )
-import BackSubst       ( applyTcSubstToBinds )
-import CE              -- ( nullCE, unitCE, plusCE, CE(..), UniqFM )
-import E               ( mkE, getE_TCE, getE_CE, tvOfE, nullGVE, plusGVE, E, TCE(..), UniqFM, GVE(..) )
-import Errors          ( confusedNameErr, Error(..) )
-import HsPragmas       -- ****** NEED TO SEE CONSTRUCTORS ******
-import Id              ( mkSuperDictSelId, mkInstId, getIdUniType,
-                         Id, DictFun(..)
+import TcBinds         ( tcBindWithSigs, tcSpecSigs )
+import TcTyDecls       ( mkNewTyConRep )
+import TcUnify         ( unifyKinds )
+import TcMonad
+import TcMonoType      ( kcHsType, tcHsTopType, tcExtendTopTyVarScope, 
+                         tcContext, checkSigTyVars, sigCtxt, mkTcSig
                        )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck, bindInstsOfLocalFuns )
+import TcType          ( TcType, TcTyVar, tcInstTyVars, zonkTcTyVarBndr, tcGetTyVar )
+import TcInstUtil      ( classDataCon )
+import PrelInfo                ( nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID )
+import FieldLabel      ( firstFieldLabelTag )
+import Bag             ( unionManyBags, bagToList )
+import Class           ( mkClass, classBigSig, classSelIds, Class, ClassOpItem )
+import CmdLineOpts      ( opt_GlasgowExts, opt_WarnMissingMethods )
+import MkId            ( mkDictSelId, mkDataConId, mkDataConWrapId, mkDefaultMethodId )
+import DataCon         ( mkDataCon, dataConId, dataConWrapId, notMarkedStrict )
+import Id              ( Id, setInlinePragma, idUnfolding, idType, idName )
+import CoreUnfold      ( unfoldingTemplate )
 import IdInfo
-import Inst            ( InstOrigin(..), Inst )
-import InstEnv
-import LIE             ( nullLIE, mkLIE, plusLIE, LIE )
-import Maybes          ( Maybe(..) )
-import Name            ( Name(..) )
-import PlainCore       ( escErrorMsg )
-import Spec            ( specTy )
-import TVE             ( mkTVE, TVE(..)
-                         IF_ATTACK_PRAGMAS(COMMA u2i)
+import Name            ( Name, nameOccName, isLocallyDefined, NamedThing(..) )
+import NameSet         ( emptyNameSet )
+import Outputable
+import Type            ( Type, ThetaType, ClassContext,
+                         mkFunTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkDictTy, mkDictTys,
+                         mkSigmaTy, mkForAllTys, mkClassPred, classesOfPreds,
+                         boxedTypeKind, mkArrowKind
                        )
-import TcClassSig      ( tcClassSigs )
-import TcContext       ( tcContext )
-import TcInstDcls      ( processInstBinds )
-import TcPragmas       ( tcGenPragmas )
+import Var             ( tyVarKind, TyVar )
+import VarSet          ( mkVarSet, emptyVarSet )
+import TyCon           ( AlgTyConFlavour(..), mkClassTyCon )
+import Unique          ( Unique, Uniquable(..) )
 import Util
+import Maybes          ( seqMaybe )
+import FiniteMap        ( lookupWithDefaultFM )
 \end{code}
 
-@ClassInfo@ communicates the essential information about
-locally-defined classes between passes 1 and 2.
+
+
+Dictionary handling
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Every class implicitly declares a new data type, corresponding to dictionaries
+of that class. So, for example:
+
+       class (D a) => C a where
+         op1 :: a -> a
+         op2 :: forall b. Ord b => a -> b -> b
+
+would implicitly declare
+
+       data CDict a = CDict (D a)      
+                            (a -> a)
+                            (forall b. Ord b => a -> b -> b)
+
+(We could use a record decl, but that means changing more of the existing apparatus.
+One step at at time!)
+
+For classes with just one superclass+method, we use a newtype decl instead:
+
+       class C a where
+         op :: forallb. a -> b -> b
+
+generates
+
+       newtype CDict a = CDict (forall b. a -> b -> b)
+
+Now DictTy in Type is just a form of type synomym: 
+       DictTy c t = TyConTy CDict `AppTy` t
+
+Death to "ExpandingDicts".
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Kind checking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-data ClassInfo
-  = ClassInfo  Class
-               RenamedMonoBinds
+kcClassDecl (ClassDecl context class_name
+                       tyvar_names fundeps class_sigs def_methods pragmas
+                       _ _ _ _ src_loc)
+  =         -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
+    checkTc (opt_GlasgowExts || length tyvar_names == 1)
+           (classArityErr class_name)          `thenTc_`
+
+       -- Get the (mutable) class kind
+    tcLookupTy class_name                      `thenNF_Tc` \ (kind, _, _) ->
+
+       -- Make suitable tyvars and do kind checking
+       -- The net effect is to mutate the class kind
+    tcExtendTopTyVarScope kind tyvar_names     $ \ _ _ ->
+    tcContext context                          `thenTc_`
+    mapTc kc_sig the_class_sigs                        `thenTc_`
+
+    returnTc ()
+  where
+    the_class_sigs = filter isClassOpSig class_sigs
+  
+    kc_sig (ClassOpSig _ _ _ op_ty loc) = tcAddSrcLoc loc (kcHsType op_ty)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[TcClassDcl]{Does the real work (apart from default methods)}
+\subsection{Type checking}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcClassDecls1
-    :: E                       -- Consult the CE/TCE args only to build knots
-    -> InstanceMapper          -- Maps class name to its instances,
-                               -- ...and its ops to their instances,
-    -> [RenamedClassDecl]
-    -> TcM ([ClassInfo],       -- boiled-down info related to classes
-           CE,                 -- env so we can look up classes elsewhere
-           GVE)                -- env so we can look up class ops elsewhere
-
-tcClassDecls1 e rec_inst_mapper []
-  = returnTc ([], nullCE, nullGVE)
-
-tcClassDecls1 e rec_inst_mapper (cd:cds)
-  = tc_clas1                       cd  `thenTc` \ (cinfo1_maybe, ce1, gve1) ->
-    tcClassDecls1 e rec_inst_mapper cds `thenTc` \ (cinfo2, ce2, gve2) ->
+tcClassDecl1 rec_env rec_inst_mapper rec_vrcs
+            (ClassDecl context class_name
+                       tyvar_names fundeps class_sigs def_methods pragmas 
+                       tycon_name datacon_name datacon_wkr_name sc_sel_names src_loc)
+  =    -- LOOK THINGS UP IN THE ENVIRONMENT
+    tcLookupTy class_name                              `thenTc` \ (class_kind, _, AClass rec_class) ->
+    tcExtendTopTyVarScope class_kind tyvar_names       $ \ tyvars _ ->
+       -- The class kind is by now immutable
+       
+       -- CHECK THE CONTEXT
+--  traceTc (text "tcClassCtxt" <+> ppr class_name)    `thenTc_`
+    tcClassContext class_name rec_class tyvars context sc_sel_names
+                                               `thenTc` \ (sc_theta, sc_tys, sc_sel_ids) ->
+--  traceTc (text "tcClassCtxt done" <+> ppr class_name)       `thenTc_`
+
+       -- CHECK THE FUNCTIONAL DEPENDENCIES,
+    tcFundeps fundeps                          `thenTc` \ fds ->
+
+       -- CHECK THE CLASS SIGNATURES,
+    mapTc (tcClassSig rec_env rec_class tyvars) 
+         (filter isClassOpSig class_sigs)
+                                               `thenTc` \ sig_stuff ->
+
+       -- MAKE THE CLASS OBJECT ITSELF
+    let
+       (op_tys, op_items) = unzip sig_stuff
+       rec_class_inst_env = rec_inst_mapper rec_class
+       clas = mkClass class_name tyvars fds
+                      sc_theta sc_sel_ids op_items
+                      tycon
+                      rec_class_inst_env
+
+       dict_component_tys = sc_tys ++ op_tys
+       new_or_data = case dict_component_tys of
+                       [_]   -> NewTyCon (mkNewTyConRep tycon)
+                       other -> DataTyCon
+
+        dict_con = mkDataCon datacon_name
+                          [notMarkedStrict | _ <- dict_component_tys]
+                          [{- No labelled fields -}]
+                          tyvars
+                          [{-No context-}]
+                          [{-No existential tyvars-}] [{-Or context-}]
+                          dict_component_tys
+                          tycon dict_con_id dict_wrap_id
+
+       dict_con_id  = mkDataConId datacon_wkr_name dict_con
+       dict_wrap_id = mkDataConWrapId dict_con
+
+        argvrcs = lookupWithDefaultFM rec_vrcs (pprPanic "tcClassDecl1: argvrcs:" $
+                                                         ppr tycon_name)
+                                      tycon_name
+
+       tycon = mkClassTyCon tycon_name
+                            class_kind
+                            tyvars
+                             argvrcs
+                            dict_con           -- Constructors
+                            clas               -- Yes!  It's a dictionary 
+                            new_or_data
+    in
+    returnTc clas
+\end{code}
+
+\begin{code}
+tcFundeps = mapTc tc_fundep
+tc_fundep (us, vs) =
+    mapTc tc_fd_tyvar us       `thenTc` \ us' ->
+    mapTc tc_fd_tyvar vs       `thenTc` \ vs' ->
+    returnTc (us', vs')
+tc_fd_tyvar v =
+    tcLookupTy v `thenTc` \(_, _, thing) ->
+    case thing of
+        ATyVar tv -> returnTc tv
+       -- ZZ else should fail more gracefully
+\end{code}
+
+\begin{code}
+tcClassContext :: Name -> Class -> [TyVar]
+              -> RenamedContext        -- class context
+              -> [Name]                -- Names for superclass selectors
+              -> TcM s (ClassContext,  -- the superclass context
+                        [Type],        -- types of the superclass dictionaries
+                        [Id])          -- superclass selector Ids
+
+tcClassContext class_name rec_class rec_tyvars context sc_sel_names
+  =    -- Check the context.
+       -- The renamer has already checked that the context mentions
+       -- only the type variable of the class decl.
+
+       -- For std Haskell check that the context constrains only tyvars
+    (if opt_GlasgowExts then
+       returnTc []
+     else
+       mapTc check_constraint context
+    )                                  `thenTc_`
+
+    tcContext context                  `thenTc` \ sc_theta ->
+
     let
-       glued_cinfos
-         = case cinfo1_maybe of
-             Nothing -> cinfo2
-             Just xx -> xx : cinfo2
+       sc_theta' = classesOfPreds sc_theta
+       sc_tys = mkDictTys sc_theta'
+       sc_sel_ids = zipWithEqual "tcClassContext" mk_super_id sc_sel_names sc_tys
     in
-    returnTc (glued_cinfos, ce1 `plusCE` ce2, gve1 `plusGVE` gve2)
+       -- Done
+    returnTc (sc_theta', sc_tys, sc_sel_ids)
+
   where
-    rec_ce  = getE_CE  e
-    rec_tce = getE_TCE e
-
-    tc_clas1 (ClassDecl context class_name
-                       tyvar_name class_sigs def_methods pragmas src_loc)
-
-      = addSrcLocTc src_loc    (
-
-           -- The knot is needed so that the signatures etc can point
-           -- back to the class itself
-       fixTc (\ ~(rec_clas, _) ->
-         let
-            (rec_clas_inst_env, rec_class_op_inst_fn) = rec_inst_mapper rec_clas
-         in
-           -- Get new (template) type variables for the class
-         let  (tve, [clas_tyvar], [alpha]) = mkTVE [tyvar_name]  in
-
-           -- Typecheck the class context; since there is only one type
-           -- variable in scope, we are assured that the it will be of
-           -- the form (C1 a, C2 a...)
-         babyTcMtoTcM (tcContext rec_ce rec_tce tve context) `thenTc` \ theta ->
-
-           -- Make the superclass selector ids; the "class" pragmas
-           -- may have info about the superclass dict selectors;
-           -- so it is only tcClassPragmas that gives back the
-           -- final Ids.
-         getUniquesTc (length theta)           `thenNF_Tc` \ uniqs ->
-         let
-             super_classes = [ supers | (supers, _) <- theta ]
-             super_tys
-               = [ mkSuperDictSelType rec_clas super | super <- super_classes ]
-             super_info = zip3 super_classes uniqs super_tys
-         in
-         (case pragmas of
-           NoClassPragmas ->
-             returnNF_Tc [ mk_super_id rec_clas info noIdInfo | info <- super_info ]
-
-           SuperDictPragmas prags ->
---           pprTrace "SuperDictPragmas:" (ppAboves (ppr PprDebug prags : map pp super_info)) (
-             mapNF_Tc (mk_super_id_w_info rec_clas) (super_info `zipEqual` prags)
---           )
---           where
---             pp (sc, u, ty) = ppCat [ppr PprDebug sc, ppr PprDebug ty]
-
-         ) `thenNF_Tc` \ super_class_sel_ids ->
-
-           -- Typecheck the class signatures, checking that each mentions
-           -- the class type variable somewhere, and manufacturing
-           -- suitable Ids for selectors and default methods.
-         babyTcMtoTcM
-           (tcClassSigs e tve rec_clas rec_class_op_inst_fn
-                              clas_tyvar defm_names class_sigs)
-                  `thenTc` \ (ops, ops_gve, op_sel_ids, defm_ids) ->
-
-            -- Make the class object itself, producing clas::Class
-         let
-            clas
-               = mkClass class_name clas_tyvar
-                         super_classes super_class_sel_ids
-                         ops op_sel_ids defm_ids
-                         rec_clas_inst_env
-         in
-         returnTc (clas, ops_gve)
-       )                               `thenTc` \ (clas, ops_gve) ->
-
-            -- Return the class decl for further work if it is
-            -- local, otherwise just return the CE
-       returnTc (if (isLocallyDefined class_name) then
-                    Just (ClassInfo clas def_methods)
-                 else
-                    Nothing,
-                 unitCE (getClassKey clas) clas,
-                 ops_gve
-       ))
-      where
-       defm_names = collectMonoBinders def_methods
-
-       -----------
-       mk_super_id clas (super_clas, uniq, ty) id_info
-         = mkSuperDictSelId uniq clas super_clas ty id_info
-
-       -----------
-       mk_super_id_w_info clas ((super_clas, uniq, ty), gen_prags)
-         = fixNF_Tc ( \ rec_super_id ->
-               babyTcMtoNF_TcM
-                   (tcGenPragmas e{-fake_E-} Nothing{-ty unknown-} rec_super_id gen_prags)
-                       `thenNF_Tc` \ id_info ->
-
-               returnNF_Tc(mkSuperDictSelId uniq clas super_clas ty id_info)
-           )
-
-{- SOMETHING LIKE THIS NEEDED? ToDo [WDP]
-    tc_clas1 (ClassDecl _ bad_name _ _ _ _ src_loc)
-      = failTc (confusedNameErr
-                   "Bad name for a class (a type constructor, or Prelude name?)"
-                   bad_name src_loc)
--}
+    rec_tyvar_tys = mkTyVarTys rec_tyvars
+
+    mk_super_id name dict_ty
+        = mkDictSelId name rec_class {- SUP:??? ty
+        where
+         ty = mkForAllTys rec_tyvars $
+              mkFunTy (mkDictTy rec_class rec_tyvar_tys) dict_ty -}
+
+    check_constraint (HsPClass c tys) = checkTc (all is_tyvar tys)
+                                        (superClassErr class_name (c, tys))
+
+    is_tyvar (MonoTyVar _) = True
+    is_tyvar other        = False
+
+
+tcClassSig :: ValueEnv         -- Knot tying only!
+          -> Class                     -- ...ditto...
+          -> [TyVar]                   -- The class type variable, used for error check only
+          -> RenamedClassOpSig
+          -> TcM s (Type,              -- Type of the method
+                    ClassOpItem)       -- Selector Id, default-method Id, True if explicit default binding
+
+
+tcClassSig rec_env rec_clas rec_clas_tyvars
+          (ClassOpSig op_name dm_name explicit_dm
+                      op_ty src_loc)
+  = tcAddSrcLoc src_loc $
+
+       -- Check the type signature.  NB that the envt *already has*
+       -- bindings for the type variables; see comments in TcTyAndClassDcls.
+
+    -- NB: Renamer checks that the class type variable is mentioned in local_ty,
+    -- and that it is not constrained by theta
+--  traceTc (text "tcClassSig" <+> ppr op_name)        `thenTc_`
+    tcHsTopType op_ty                          `thenTc` \ local_ty ->
+    let
+       global_ty   = mkSigmaTy rec_clas_tyvars 
+                               [mkClassPred rec_clas (mkTyVarTys rec_clas_tyvars)]
+                               local_ty
+
+       -- Build the selector id and default method id
+       sel_id      = mkDictSelId op_name rec_clas {- SUP:??? global_ty -}
+       dm_id       = mkDefaultMethodId dm_name rec_clas global_ty
+       final_dm_id = tcAddImportedIdInfo rec_env dm_id
+    in
+--  traceTc (text "tcClassSig done" <+> ppr op_name)   `thenTc_`
+    returnTc (local_ty, (sel_id, final_dm_id, explicit_dm))
 \end{code}
 
 
@@ -204,192 +312,66 @@ using them to produce a complete set of default-method decls.
 (Omitted ones elicit an error message.)
 \item
 to produce a definition for the selector function for each method
+and superclass dictionary.
 \end{enumerate}
 
 Pass~2 only applies to locally-defined class declarations.
 
-The function @tcClassDecls2@ just arranges to apply
-@tcClassDecls2_help@ to each local class decl.
+The function @tcClassDecls2@ just arranges to apply @tcClassDecl2@ to
+each local class decl.
 
 \begin{code}
-tcClassDecls2 e class_info
-  = let
-       -- Get type variables free in environment. Sadly, there may be
-       -- some, because of the dreaded monomorphism restriction
-       free_tyvars = tvOfE e
-    in
-    tcClassDecls2_help e free_tyvars class_info
-
-tcClassDecls2_help
-       :: E
-       -> [TyVar]
-       -> [ClassInfo]
-       -> NF_TcM (LIE, TypecheckedBinds)
+tcClassDecls2 :: [RenamedHsDecl]
+             -> NF_TcM s (LIE, TcMonoBinds)
 
-tcClassDecls2_help e free_tyvars [] = returnNF_Tc (nullLIE, EmptyBinds)
-
-tcClassDecls2_help e free_tyvars ((ClassInfo clas default_binds) : rest)
-  = tcClassDecl2 e free_tyvars clas default_binds `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1) ->
-    tcClassDecls2_help e free_tyvars rest        `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2) ->
-    returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2, binds1 `ThenBinds` binds2)
+tcClassDecls2 decls
+  = foldr combine
+         (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds))
+         [tcClassDecl2 cls_decl | TyClD cls_decl <- decls, isClassDecl cls_decl]
+  where
+    combine tc1 tc2 = tc1 `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1) ->
+                     tc2 `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2) ->
+                     returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2,
+                                  binds1 `AndMonoBinds` binds2)
 \end{code}
 
 @tcClassDecl2@ is the business end of things.
 
 \begin{code}
-tcClassDecl2 :: E
-            -> [TyVar]                 -- Free in the envt
-            -> Class
-            -> RenamedMonoBinds        -- The default decls
-            -> NF_TcM (LIE, TypecheckedBinds)
-
-tcClassDecl2 e free_tyvars clas default_binds
-  = let 
-       src_loc = getSrcLoc clas
-       origin  = ClassDeclOrigin src_loc
-       (clas_tyvar_tmpl, scs, sc_sel_ids, ops, op_sel_ids, defm_ids)
-         = getClassBigSig clas
-    in
-        -- Prune the substitution when we are finished, and arrange error recovery
-    recoverTc (nullLIE, EmptyBinds) (
-    addSrcLocTc src_loc                    (
-    pruneSubstTc free_tyvars       (
-
-        -- Generate bindings for the selector functions
-    buildSelectors origin clas clas_tyvar_tmpl scs sc_sel_ids ops op_sel_ids
-                                               `thenNF_Tc` \ sel_binds ->
-        -- Ditto for the methods
-    buildDefaultMethodBinds e free_tyvars origin clas clas_tyvar_tmpl
-               defm_ids default_binds          `thenTc` \ (const_insts, meth_binds) ->
-
-        -- Back-substitute through the definitions
-    applyTcSubstToInsts const_insts                       `thenNF_Tc` \ final_const_insts ->
-    applyTcSubstToBinds (sel_binds `ThenBinds` meth_binds) `thenNF_Tc` \ final_binds ->
-    returnTc (mkLIE final_const_insts, final_binds)
-    )))
-\end{code}
+tcClassDecl2 :: RenamedTyClDecl                -- The class declaration
+            -> NF_TcM s (LIE, TcMonoBinds)
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-bld-sels]{Building the selector functions for methods and superclasses}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+tcClassDecl2 (ClassDecl context class_name
+                       tyvar_names _ class_sigs default_binds pragmas _ _ _ _ src_loc)
 
-\begin{code}
-buildSelectors :: InstOrigin
-              -> Class                 -- The class object
-              -> TyVarTemplate         -- Class type variable
-              -> [Class] -> [Id]       -- Superclasses and selectors
-              -> [ClassOp] -> [Id]     -- Class ops and selectors
-              -> NF_TcM TypecheckedBinds
-
-buildSelectors origin clas clas_tyvar_tmpl
-       scs sc_sel_ids
-       ops op_sel_ids
-  =
-        -- Instantiate the class variable
-    copyTyVars [clas_tyvar_tmpl] `thenNF_Tc` \ (inst_env, [clas_tyvar], [clas_tyvar_ty]) ->
-        -- Make an Inst for each class op, and
-        -- dicts for the superclasses.  These are used to
-        -- construct the selector functions
-    newClassOpLocals inst_env ops                      `thenNF_Tc` \ method_ids ->
-    newDicts origin [ (super_clas, clas_tyvar_ty)
-                   | super_clas <- scs
-                   ]                                   `thenNF_Tc` \ dicts ->
-    let dict_ids = map mkInstId dicts  in
-
-        -- Make suitable bindings for the selectors
-    let mk_op_sel op sel_id method_id
-         = mkSelExpr origin clas_tyvar dict_ids method_ids method_id   `thenNF_Tc` \ rhs ->
-           returnNF_Tc (VarMonoBind sel_id rhs)
-       mk_sc_sel sc sel_id dict_id
-        = mkSelExpr origin clas_tyvar dict_ids method_ids dict_id      `thenNF_Tc` \ rhs ->
-          returnNF_Tc (VarMonoBind sel_id rhs)
-    in
-    listNF_Tc (zipWith3 mk_op_sel ops op_sel_ids method_ids)   `thenNF_Tc` \ op_sel_binds ->
-    listNF_Tc (zipWith3 mk_sc_sel scs sc_sel_ids dict_ids)     `thenNF_Tc` \ sc_sel_binds ->
+  | not (isLocallyDefined class_name)
+  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)
 
-    returnNF_Tc (SingleBind (
-                NonRecBind (
-                foldr AndMonoBinds EmptyMonoBinds (
-                op_sel_binds ++ sc_sel_binds))))
+  | otherwise  -- It is locally defined
+  = recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)) $ 
+    tcAddSrcLoc src_loc                                          $
+    tcLookupClass class_name                           `thenNF_Tc` \ clas ->
+    tcDefaultMethodBinds clas default_binds class_sigs
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-misc]{Miscellaneous}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-Make a selector expression for @local@ from a dictionary consisting of
-@dicts@ and @op_locals@.
-
-We have to do a bit of jiggery pokery to get the type variables right.
-Suppose we have the class decl:
-\begin{verbatim}
-       class Foo a where
-               op1 :: Ord b => a -> b -> a
-               op2 :: ...
-\end{verbatim}
-Then the method selector for \tr{op1} is like this:
-\begin{verbatim}
-       op1_sel = /\ab -> \dFoo -> case dFoo of
-                                       (op1_method,op2_method) -> op1_method b
-\end{verbatim}
-Note that the type variable for \tr{b} is lifted to the top big lambda, and
-\tr{op1_method} is applied to it.  This is preferable to the alternative:
-\begin{verbatim}
-       op1_sel' = /\a -> \dFoo -> case dFoo of
-                                       (op1_method,op2_method) -> op1_method
-\end{verbatim}
-because \tr{op1_sel'} then has the rather strange type
-\begin{verbatim}
-       op1_sel' :: forall a. Foo a -> forall b. Ord b -> a -> b -> a
-\end{verbatim}
-whereas \tr{op1_sel} (the one we use) has the decent type
-\begin{verbatim}
-       op1_sel :: forall a b. Foo a -> Ord b -> a -> b -> a
-\end{verbatim}
-
-{\em NOTE:}
-We could do the same thing for the dictionaries, giving
-\begin{verbatim}
-       op1_sel = /\ab -> \dFoo -> \dOrd -> case dFoo of
-                                               (m1,m2) -> m1 b dOrd
-\end{verbatim}
-but WE ASSUME THAT DICTIONARY APPLICATION IS CURRIED, so the two are
-precisely equivalent, and have the same type, namely
-\begin{verbatim}
-       op1_sel :: forall a b. Foo a -> Ord b -> a -> b -> a
-\end{verbatim}
-
-WDP 95/03: Quite false (``DICTIONARY APPLICATION IS CURRIED'').
-Specialisation now wants to see all type- and dictionary-applications
-absolutely explicitly.
-
 \begin{code}
-mkSelExpr :: InstOrigin -> TyVar -> [Id] -> [Id] -> Id -> NF_TcM TypecheckedExpr
+mkImplicitClassBinds :: [Class] -> NF_TcM s ([Id], TcMonoBinds)
+mkImplicitClassBinds classes
+  = returnNF_Tc (concat cls_ids_s, andMonoBindList binds_s)
+       -- The selector binds are already in the selector Id's unfoldings
+  where
+    (cls_ids_s, binds_s) = unzip (map mk_implicit classes)
 
-mkSelExpr origin clas_tyvar dicts op_locals local
-  = let
-       (op_tyvar_tmpls,local_theta,_) = splitType (getIdUniType local)
-    in
-    copyTyVars op_tyvar_tmpls  `thenNF_Tc` \ (inst_env, op_tyvars, tys) ->
-    let
-       inst_theta = instantiateThetaTy inst_env local_theta
-    in
-    newDicts origin inst_theta `thenNF_Tc` \ local_dict_insts ->
-    let
-       local_dicts = map mkInstId local_dict_insts
-    in
-    returnNF_Tc (TyLam (clas_tyvar:op_tyvars)
-                  (ClassDictLam
-                     dicts
-                     op_locals
-                     (mkDictLam local_dicts
-                       (mkDictApp (mkTyApp (Var local) tys) local_dicts))))
-\end{code}
+    mk_implicit clas = (all_cls_ids, binds)
+                    where
+                       dict_con    = classDataCon clas
+                       all_cls_ids = dataConId dict_con : cls_ids
+                       cls_ids     = dataConWrapId dict_con : classSelIds clas
 
+                       -- The wrapper and selectors get bindings, the worker does not
+                       binds | isLocallyDefined clas = idsToMonoBinds cls_ids
+                             | otherwise             = EmptyMonoBinds
+\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -413,11 +395,10 @@ we get the default methods:
 defm.Foo.op1 :: forall a. Foo a => a -> Bool
 defm.Foo.op1 = /\a -> \dfoo -> \x -> True
 
-defm.Foo.op2 :: forall a, b. (Foo a, Ord b) => a -> b -> b -> b
-defm.Foo.op2 = /\ a b -> \ dfoo dord -> \x y z ->
+defm.Foo.op2 :: forall a. Foo a => forall b. Ord b => a -> b -> b -> b
+defm.Foo.op2 = /\ a -> \ dfoo -> /\ b -> \ dord -> \x y z ->
                  if (op1 a dfoo x) && (< b dord y z) then y else z
 \end{verbatim}
-Notice that, like all ids, the foralls of defm.Foo.op2 are at the top.
 
 When we come across an instance decl, we may need to use the default
 methods:
@@ -430,14 +411,15 @@ const.Foo.Int.op1 :: Int -> Bool
 const.Foo.Int.op1 = defm.Foo.op1 Int dfun.Foo.Int
 
 const.Foo.Int.op2 :: forall b. Ord b => Int -> b -> b -> b
-const.Foo.Int.op2 = /\b -> defm.Foo.op2 Int b dfun.Foo.Int
+const.Foo.Int.op2 = defm.Foo.op2 Int dfun.Foo.Int
 
 dfun.Foo.Int :: Foo Int
 dfun.Foo.Int = (const.Foo.Int.op1, const.Foo.Int.op2)
 \end{verbatim}
 Notice that, as with method selectors above, we assume that dictionary
 application is curried, so there's no need to mention the Ord dictionary
-in const.Foo.Int.op2
+in const.Foo.Int.op2 (or the type variable).
+
 \begin{verbatim}
 instance Foo a => Foo [a] where {}
 
@@ -446,66 +428,243 @@ dfun.Foo.List
   = /\ a -> \ dfoo_a ->
     let rec
        op1 = defm.Foo.op1 [a] dfoo_list
-       op2 = /\b -> defm.Foo.op2 [a] b dfoo_list
+       op2 = defm.Foo.op2 [a] dfoo_list
        dfoo_list = (op1, op2)
     in
        dfoo_list
 \end{verbatim}
 
 \begin{code}
-buildDefaultMethodBinds
-       :: E
-       -> [TyVar]
-       -> InstOrigin
-       -> Class
-       -> TyVarTemplate
-       -> [Id]
+tcDefaultMethodBinds
+       :: Class
        -> RenamedMonoBinds
-       -> TcM ([Inst], TypecheckedBinds)
-
-buildDefaultMethodBinds e free_tyvars origin clas clas_tyvar_tmpl
-                       default_method_ids default_binds
-  =    -- Deal with the method declarations themselves
-    processInstBinds e
-        free_tyvars
-        (makeClassDeclDefaultMethodRhs clas origin default_method_ids)
-        []     -- No tyvars in scope for "this inst decl"
-        []     -- No insts available
-        default_method_ids
-        default_binds          `thenTc` \ (dicts_needed, default_binds') ->
-
-    returnTc (dicts_needed, SingleBind (NonRecBind default_binds'))
+       -> [RenamedSig]
+       -> TcM s (LIE, TcMonoBinds)
+
+tcDefaultMethodBinds clas default_binds sigs
+  =    -- Check that the default bindings come from this class
+    checkFromThisClass clas op_items default_binds     `thenNF_Tc_`
+
+       -- Do each default method separately
+       -- For Hugs compatibility we make a default-method for every
+       -- class op, regardless of whether or not the programmer supplied an
+       -- explicit default decl for the class.  GHC will actually never
+       -- call the default method for such operations, because it'll whip up
+       -- a more-informative default method at each instance decl.
+    mapAndUnzipTc tc_dm op_items               `thenTc` \ (defm_binds, const_lies) ->
+
+    returnTc (plusLIEs const_lies, andMonoBindList defm_binds)
+  where
+    prags = filter isPragSig sigs
+
+    (tyvars, _, _, op_items) = classBigSig clas
+
+    origin = ClassDeclOrigin
+
+    -- We make a separate binding for each default method.
+    -- At one time I used a single AbsBinds for all of them, thus
+    -- AbsBind [d] [dm1, dm2, dm3] { dm1 = ...; dm2 = ...; dm3 = ... }
+    -- But that desugars into
+    -- ds = \d -> (..., ..., ...)
+    -- dm1 = \d -> case ds d of (a,b,c) -> a
+    -- And since ds is big, it doesn't get inlined, so we don't get good
+    -- default methods.  Better to make separate AbsBinds for each
+    
+    tc_dm op_item@(_, dm_id, _)
+      = tcInstTyVars tyvars            `thenNF_Tc` \ (clas_tyvars, inst_tys, _) ->
+       let
+           theta = [(mkClassPred clas inst_tys)]
+       in
+       newDicts origin theta                   `thenNF_Tc` \ (this_dict, [this_dict_id]) ->
+       let
+           avail_insts = this_dict
+       in
+       tcExtendTyVarEnvForMeths tyvars clas_tyvars (
+           tcMethodBind clas origin clas_tyvars inst_tys theta
+                        default_binds prags False
+                        op_item
+        )                                      `thenTc` \ (defm_bind, insts_needed, (_, local_dm_id)) ->
+    
+       tcAddErrCtxt (defltMethCtxt clas) $
+    
+           -- tcMethodBind has checked that the class_tyvars havn't
+           -- been unified with each other or another type, but we must
+           -- still zonk them before passing them to tcSimplifyAndCheck
+       mapNF_Tc zonkTcTyVarBndr clas_tyvars    `thenNF_Tc` \ clas_tyvars' ->
+    
+           -- Check the context
+       tcSimplifyAndCheck
+           (ptext SLIT("class") <+> ppr clas)
+           (mkVarSet clas_tyvars')
+           avail_insts
+           insts_needed                        `thenTc` \ (const_lie, dict_binds) ->
+    
+       let
+           full_bind = AbsBinds
+                           clas_tyvars'
+                           [this_dict_id]
+                           [(clas_tyvars', dm_id, local_dm_id)]
+                           emptyNameSet        -- No inlines (yet)
+                           (dict_binds `andMonoBinds` defm_bind)
+       in
+       returnTc (full_bind, const_lie)
+\end{code}
+
+\begin{code}
+checkFromThisClass :: Class -> [ClassOpItem] -> RenamedMonoBinds -> NF_TcM s ()
+checkFromThisClass clas op_items mono_binds
+  = mapNF_Tc check_from_this_class bndrs       `thenNF_Tc_`
+    returnNF_Tc ()
+  where
+    check_from_this_class (bndr, loc)
+         | nameOccName bndr `elem` sel_names = returnNF_Tc ()
+         | otherwise                         = tcAddSrcLoc loc $
+                                               addErrTc (badMethodErr bndr clas)
+    sel_names = [getOccName sel_id | (sel_id,_,_) <- op_items]
+    bndrs = bagToList (collectMonoBinders mono_binds)
 \end{code}
+    
 
-@makeClassDeclDefaultMethodRhs@ builds the default method for a
-class declaration when no explicit default method is given.
+@tcMethodBind@ is used to type-check both default-method and
+instance-decl method declarations.  We must type-check methods one at a
+time, because their signatures may have different contexts and
+tyvar sets.
 
 \begin{code}
-makeClassDeclDefaultMethodRhs
+tcMethodBind 
        :: Class
        -> InstOrigin
-       -> [Id]
-       -> Int
-       -> NF_TcM TypecheckedExpr
+       -> [TcTyVar]            -- Instantiated type variables for the
+                               --  enclosing class/instance decl. 
+                               --  They'll be signature tyvars, and we
+                               --  want to check that they don't get bound
+       -> [TcType]             -- Instance types
+       -> TcThetaType          -- Available theta; this could be used to check
+                               --  the method signature, but actually that's done by
+                               --  the caller;  here, it's just used for the error message
+       -> RenamedMonoBinds     -- Method binding (pick the right one from in here)
+       -> [RenamedSig]         -- Pramgas (just for this one)
+       -> Bool                 -- True <=> This method is from an instance declaration
+       -> ClassOpItem          -- The method selector and default-method Id
+       -> TcM s (TcMonoBinds, LIE, (LIE, TcId))
+
+tcMethodBind clas origin inst_tyvars inst_tys inst_theta
+            meth_binds prags is_inst_decl
+            (sel_id, dm_id, explicit_dm)
+ = tcGetSrcLoc                 `thenNF_Tc` \ loc -> 
+
+   newMethod origin sel_id inst_tys    `thenNF_Tc` \ meth@(_, meth_id) ->
+   mkTcSig meth_id loc                 `thenNF_Tc` \ sig_info -> 
+
+   let
+     meth_name      = idName meth_id
+     maybe_user_bind = find_bind meth_name meth_binds
+
+     no_user_bind    = case maybe_user_bind of {Nothing -> True; other -> False}
+
+     meth_bind = case maybe_user_bind of
+                       Just bind -> bind
+                       Nothing   -> mk_default_bind meth_name loc
+
+     meth_prags = find_prags meth_name prags
+   in
+
+       -- Warn if no method binding, only if -fwarn-missing-methods
+   warnTc (is_inst_decl && opt_WarnMissingMethods && no_user_bind && not explicit_dm)
+         (omittedMethodWarn sel_id clas)               `thenNF_Tc_`
+
+       -- Check the bindings; first add inst_tyvars to the envt
+       -- so that we don't quantify over them in nested places
+       -- The *caller* put the class/inst decl tyvars into the envt
+   tcExtendGlobalTyVars (mkVarSet inst_tyvars) (
+     tcAddErrCtxt (methodCtxt sel_id)          $
+     tcBindWithSigs NotTopLevel meth_bind 
+                   [sig_info] meth_prags NonRecursive 
+   )                                           `thenTc` \ (binds, insts, _) ->
+
+
+   tcExtendLocalValEnv [(meth_name, meth_id)] (
+       tcSpecSigs meth_prags
+   )                                           `thenTc` \ (prag_binds1, prag_lie) ->
+
+       -- The prag_lie for a SPECIALISE pragma will mention the function
+       -- itself, so we have to simplify them away right now lest they float
+       -- outwards!
+   bindInstsOfLocalFuns prag_lie [meth_id]     `thenTc` \ (prag_lie', prag_binds2) ->
+
+
+       -- Now check that the instance type variables
+       -- (or, in the case of a class decl, the class tyvars)
+       -- have not been unified with anything in the environment
+   tcAddErrCtxtM (sigCtxt sig_msg inst_tyvars inst_theta (idType meth_id))     $
+   checkSigTyVars inst_tyvars emptyVarSet                                      `thenTc_` 
+
+   returnTc (binds `AndMonoBinds` prag_binds1 `AndMonoBinds` prag_binds2, 
+            insts `plusLIE` prag_lie', 
+            meth)
+ where
+   sig_msg = ptext SLIT("When checking the expected type for class method") <+> ppr sel_name
+
+   sel_name = idName sel_id
+
+       -- The renamer just puts the selector ID as the binder in the method binding
+       -- but we must use the method name; so we substitute it here.  Crude but simple.
+   find_bind meth_name (FunMonoBind op_name fix matches loc)
+       | op_name == sel_name = Just (FunMonoBind meth_name fix matches loc)
+   find_bind meth_name (PatMonoBind (VarPatIn op_name) grhss loc)
+       | op_name == sel_name = Just (PatMonoBind (VarPatIn meth_name) grhss loc)
+   find_bind meth_name (AndMonoBinds b1 b2)
+                             = find_bind meth_name b1 `seqMaybe` find_bind meth_name b2
+   find_bind meth_name other  = Nothing        -- Default case
+
+
+       -- Find the prags for this method, and replace the
+       -- selector name with the method name
+   find_prags meth_name [] = []
+   find_prags meth_name (SpecSig name ty loc : prags)
+       | name == sel_name = SpecSig meth_name ty loc : find_prags meth_name prags
+   find_prags meth_name (InlineSig name phase loc : prags)
+       | name == sel_name = InlineSig meth_name phase loc : find_prags meth_name prags
+   find_prags meth_name (NoInlineSig name phase loc : prags)
+       | name == sel_name = NoInlineSig meth_name phase loc : find_prags meth_name prags
+   find_prags meth_name (prag:prags) = find_prags meth_name prags
+
+   mk_default_bind local_meth_name loc
+      = PatMonoBind (VarPatIn local_meth_name)
+                   (GRHSs (unguardedRHS (default_expr loc) loc) EmptyBinds Nothing)
+                   loc
+
+   default_expr loc 
+       | explicit_dm = HsVar (getName dm_id)   -- There's a default method
+       | otherwise   = error_expr loc          -- No default method
+
+   error_expr loc = HsApp (HsVar (getName nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID)) 
+                         (HsLit (HsString (_PK_ (error_msg loc))))
+
+   error_msg loc = showSDoc (hcat [ppr loc, text "|", ppr sel_id ])
+\end{code}
 
-makeClassDeclDefaultMethodRhs clas origin method_ids tag
-  = specTy origin (getIdUniType method_id) `thenNF_Tc` \ (tyvars, dicts, tau) ->
+Contexts and errors
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+\begin{code}
+classArityErr class_name
+  = ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr class_name)
 
-    returnNF_Tc (mkTyLam tyvars (
-                mkDictLam (map mkInstId dicts) (
-                App (mkTyApp (Var pAT_ERROR_ID) [tau])
-                    (Lit (StringLit (_PK_ error_msg))))))
-  where
-    method_id = method_ids  !! (tag-1)
-    class_op = (getClassOps clas) !! (tag-1)
+superClassErr class_name sc
+  = ptext SLIT("Illegal superclass constraint") <+> quotes (pprHsClassAssertion sc)
+    <+> ptext SLIT("in declaration for class") <+> quotes (ppr class_name)
+
+defltMethCtxt class_name
+  = ptext SLIT("When checking the default methods for class") <+> quotes (ppr class_name)
 
-    error_msg = "%D" -- => No default method for \"
-            ++ unencoded_part_of_msg
+methodCtxt sel_id
+  = ptext SLIT("In the definition for method") <+> quotes (ppr sel_id)
 
-    unencoded_part_of_msg = escErrorMsg (
-       _UNPK_ clas_mod ++ "." ++ _UNPK_ clas_name ++ "."
-            ++ (ppShow 80 (ppr PprForUser class_op))
-            ++ "\"" )
+badMethodErr bndr clas
+  = hsep [ptext SLIT("Class"), quotes (ppr clas), 
+         ptext SLIT("does not have a method"), quotes (ppr bndr)]
 
-    (clas_mod, clas_name) = getOrigName clas
+omittedMethodWarn sel_id clas
+  = sep [ptext SLIT("No explicit method nor default method for") <+> quotes (ppr sel_id), 
+        ptext SLIT("in an instance declaration for") <+> quotes (ppr clas)]
 \end{code}