[project @ 2003-03-27 08:18:21 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcEnv.lhs
index ec0e3b8..f8ad79c 100644 (file)
@@ -3,9 +3,10 @@ module TcEnv(
        TyThing(..), TyThingDetails(..), TcTyThing(..), TcId,
 
        -- Instance environment, and InstInfo type
-       tcGetInstEnv, tcSetInstEnv, 
+       tcGetInstEnv, 
        InstInfo(..), pprInstInfo, pprInstInfoDetails,
        simpleInstInfoTy, simpleInstInfoTyCon, 
+       InstBindings(..),
 
        -- Global environment
        tcExtendGlobalEnv, 
@@ -21,10 +22,10 @@ module TcEnv(
        tcExtendLocalValEnv, tcExtendLocalValEnv2, 
        tcLookup, tcLookupLocalIds, tcLookup_maybe, 
        tcLookupId, tcLookupIdLvl, 
-       getLclEnvElts, getInLocalScope,
+       lclEnvElts, getInLocalScope, findGlobals, 
 
        -- Instance environment
-       tcExtendLocalInstEnv, tcExtendInstEnv, 
+       tcExtendLocalInstEnv, tcExtendInstEnv, tcExtendTempInstEnv, tcWithTempInstEnv,
 
        -- Rules
        tcExtendRules,
@@ -32,11 +33,9 @@ module TcEnv(
        -- Global type variables
        tcGetGlobalTyVars,
 
-       -- Random useful things
-       RecTcGblEnv, tcLookupRecId_maybe, 
-
        -- Template Haskell stuff
-       wellStaged, spliceOK, bracketOK, tcMetaTy, metaLevel,
+       checkWellStaged, spliceOK, bracketOK, tcMetaTy, metaLevel, 
+       topIdLvl, 
 
        -- New Ids
        newLocalName, newDFunName,
@@ -50,15 +49,18 @@ module TcEnv(
 import RnHsSyn         ( RenamedMonoBinds, RenamedSig )
 import HsSyn           ( RuleDecl(..), ifaceRuleDeclName )
 import TcRnMonad
-import TcMType         ( zonkTcTyVarsAndFV )
+import TcMType         ( zonkTcType, zonkTcTyVar, zonkTcTyVarsAndFV )
 import TcType          ( Type, ThetaType, TcKind, TcTyVar, TcTyVarSet, 
-                         tyVarsOfTypes, tcSplitDFunTy, mkGenTyConApp,
-                         getDFunTyKey, tcTyConAppTyCon, 
+                         tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tcSplitDFunTy, mkGenTyConApp,
+                         getDFunTyKey, tcTyConAppTyCon, tyVarBindingInfo, 
+                         tidyOpenType, tidyOpenTyVar
                        )
+import qualified Type  ( getTyVar_maybe )
 import Rules           ( extendRuleBase )
-import Id              ( idName, isDataConWrapId_maybe )
+import Id              ( idName, isLocalId )
 import Var             ( TyVar, Id, idType )
 import VarSet
+import VarEnv
 import CoreSyn         ( IdCoreRule )
 import DataCon         ( DataCon )
 import TyCon           ( TyCon, DataConDetails )
@@ -68,13 +70,12 @@ import Name         ( Name, NamedThing(..),
                        )
 import NameEnv
 import OccName         ( mkDFunOcc, occNameString )
-import HscTypes                ( DFunId, TypeEnv, extendTypeEnvList, 
+import HscTypes                ( DFunId, TypeEnv, extendTypeEnvList, lookupType,
                          TyThing(..), ExternalPackageState(..) )
 import Rules           ( RuleBase )
 import BasicTypes      ( EP )
 import Module          ( Module )
 import InstEnv         ( InstEnv, extendInstEnv )
-import Maybes          ( seqMaybe )
 import SrcLoc          ( SrcLoc )
 import Outputable
 import Maybe           ( isJust )
@@ -100,11 +101,41 @@ metaLevel Comp            = topLevel
 metaLevel (Splice l)    = l
 metaLevel (Brack l _ _) = l
 
-wellStaged :: Level    -- Binding level
-          -> Level     -- Use level
-          -> Bool
-wellStaged bind_stage use_stage 
-  = bind_stage <= use_stage
+
+checkWellStaged :: SDoc                -- What the stage check is for
+               -> Level        -- Binding level
+               -> Stage        -- Use stage
+               -> TcM ()       -- Fail if badly staged, adding an error
+checkWellStaged pp_thing bind_lvl use_stage
+  | bind_lvl <= use_lvl        -- OK!
+  = returnM () 
+
+  | bind_lvl == topLevel       -- GHC restriction on top level splices
+  = failWithTc $ 
+    sep [ptext SLIT("GHC stage restriction:") <+>  pp_thing,
+        nest 2 (ptext SLIT("is used in a top-level splice, and must be imported, not defined locally"))]
+
+  | otherwise                  -- Badly staged
+  = failWithTc $ 
+    ptext SLIT("Stage error:") <+> pp_thing <+> 
+       hsep   [ptext SLIT("is bound at stage") <+> ppr bind_lvl,
+               ptext SLIT("but used at stage") <+> ppr use_lvl]
+  where
+    use_lvl = metaLevel use_stage
+
+
+topIdLvl :: Id -> Level
+-- Globals may either be imported, or may be from an earlier "chunk" 
+-- (separated by declaration splices) of this module.  The former
+-- *can* be used inside a top-level splice, but the latter cannot.
+-- Hence we give the former impLevel, but the latter topLevel
+-- E.g. this is bad:
+--     x = [| foo |]
+--     $( f x )
+-- By the time we are prcessing the $(f x), the binding for "x" 
+-- will be in the global env, not the local one.
+topIdLvl id | isLocalId id = topLevel
+           | otherwise    = impLevel
 
 -- Indicates the legal transitions on bracket( [| |] ).
 bracketOK :: Stage -> Maybe Level
@@ -147,24 +178,6 @@ data TyThingDetails = SynTyDetails  Type
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Basic lookups}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-type RecTcGblEnv = TcGblEnv
--- This environment is used for getting the 'right' IdInfo 
--- on imported things and for looking up Ids in unfoldings
--- The environment doesn't have any local Ids in it
-
-tcLookupRecId_maybe :: RecTcGblEnv -> Name -> Maybe Id
-tcLookupRecId_maybe env name = case lookup_global env name of
-                                  Just (AnId id) -> Just id
-                                  other          -> Nothing
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
 \subsection{Making new Ids}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -178,9 +191,11 @@ newLocalName name  -- Make a clone
     returnM (mkInternalName uniq (getOccName name) (getSrcLoc name))
 \end{code}
 
-Make a name for the dict fun for an instance decl.
-It's a *local* name for the moment.  The CoreTidy pass
-will externalise it.
+Make a name for the dict fun for an instance decl.  It's a *local*
+name for the moment.  The CoreTidy pass will externalise it.  Even in
+--make and ghci stuff, we rebuild the instance environment each time,
+so the dfun id is internal to begin with, and external when compiling
+other modules
 
 \begin{code}
 newDFunName :: Class -> [Type] -> SrcLoc -> TcM Name
@@ -218,9 +233,8 @@ tcExtendGlobalEnv things thing_inside
              (lcl_things, pkg_things) = partition (isLocalThing mod) things
              ge'  = extendTypeEnvList (tcg_type_env env) lcl_things
              eps' = eps { eps_PTE = extendTypeEnvList (eps_PTE eps) pkg_things }
-             ist' = mkImpTypeEnv eps' hpt
        ; setEps eps'
-       ; setGblEnv (env {tcg_type_env = ge', tcg_ist = ist'}) thing_inside }
+       ; setGblEnv (env {tcg_type_env = ge'}) thing_inside }
 
 tcExtendGlobalValEnv :: [Id] -> TcM a -> TcM a
   -- Same deal as tcExtendGlobalEnv, but for Ids
@@ -238,17 +252,22 @@ tcExtendGlobalTypeEnv extra_env thing_inside
 
 
 \begin{code}
-lookup_global :: TcGblEnv -> Name -> Maybe TyThing
-       -- Try the global envt and then the global symbol table
-lookup_global env name 
-  = lookupNameEnv (tcg_type_env env) name 
-       `seqMaybe`
-    tcg_ist env name
-
 tcLookupGlobal_maybe :: Name -> TcRn m (Maybe TyThing)
+-- This is a rather heavily-used function, so I've inlined a few things        (e.g. getEps)
+-- Notice that for imported things we read the current version from the EPS
+-- mutable variable.  This is important in situations like
+--     ...$(e1)...$(e2)...
+-- where the code that e1 expands to might import some defns that 
+-- also turn out to be needed by the code that e2 expands to.
 tcLookupGlobal_maybe name
-  = getGblEnv          `thenM` \ env ->
-    returnM (lookup_global env name)
+  = do { env <- getGblEnv
+       ; if nameIsLocalOrFrom (tcg_mod env) name then
+               -- Defined in this module
+             return (lookupNameEnv (tcg_type_env env) name)
+        else 
+        do { env <- getTopEnv
+           ; eps <- readMutVar (top_eps env)
+           ; return (lookupType (top_hpt env) (eps_PTE eps) name) }}
 \end{code}
 
 A variety of global lookups, when we know what we are looking for.
@@ -262,18 +281,19 @@ tcLookupGlobal name
        other      -> notFound "tcLookupGlobal" name
 
 tcLookupGlobalId :: Name -> TcM Id
+-- Never used for Haskell-source DataCons, hence no ADataCon case
 tcLookupGlobalId name
   = tcLookupGlobal_maybe name  `thenM` \ maybe_thing ->
     case maybe_thing of
        Just (AnId id) -> returnM id
-       other          -> notFound "tcLookupGlobal" name
+       other          -> notFound "tcLookupGlobal (id)" name
 
 tcLookupDataCon :: Name -> TcM DataCon
 tcLookupDataCon con_name
-  = tcLookupGlobalId con_name  `thenM` \ con_id ->
-    case isDataConWrapId_maybe con_id of
-       Just data_con -> returnM data_con
-       Nothing       -> failWithTc (badCon con_id)
+  = tcLookupGlobal_maybe con_name      `thenM` \ maybe_thing ->
+    case maybe_thing of
+       Just (ADataCon data_con) -> returnM data_con
+       other                    -> notFound "tcLookupDataCon" con_name
 
 tcLookupClass :: Name -> TcM Class
 tcLookupClass name
@@ -291,8 +311,15 @@ tcLookupTyCon name
 
 
 getInGlobalScope :: TcRn m (Name -> Bool)
-getInGlobalScope = do { gbl_env <- getGblEnv ;
-                       return (\n -> isJust (lookup_global gbl_env n)) }
+-- Get all things in the global environment; used for deciding what 
+-- rules to suck in.  Anything defined in this module (nameIsLocalOrFrom)
+-- is certainly in the envt, so we don't bother to look.
+getInGlobalScope 
+  = do { mod <- getModule
+       ; eps <- getEps
+       ; hpt <- getHpt
+       ; return (\n -> nameIsLocalOrFrom mod n || 
+                      isJust (lookupType hpt (eps_PTE eps) n)) }
 \end{code}
 
 
@@ -323,6 +350,7 @@ tcLookup name
 
 tcLookupId :: Name -> TcM Id
 -- Used when we aren't interested in the binding level
+-- Never a DataCon. (Why does that matter? see TcExpr.tcId)
 tcLookupId name
   = tcLookup name      `thenM` \ thing -> 
     case thing of
@@ -331,11 +359,12 @@ tcLookupId name
        other             -> pprPanic "tcLookupId" (ppr name)
 
 tcLookupIdLvl :: Name -> TcM (Id, Level)
+-- DataCons dealt with separately
 tcLookupIdLvl name
   = tcLookup name      `thenM` \ thing -> 
     case thing of
        ATcId tc_id lvl   -> returnM (tc_id, lvl)
-       AGlobal (AnId id) -> returnM (id, impLevel)
+       AGlobal (AnId id) -> returnM (id, topIdLvl id)
        other             -> pprPanic "tcLookupIdLvl" (ppr name)
 
 tcLookupLocalIds :: [Name] -> TcM [TcId]
@@ -350,9 +379,8 @@ tcLookupLocalIds ns
                Just (ATcId id lvl1) -> ASSERT( lvl == lvl1 ) id
                other                -> pprPanic "tcLookupLocalIds" (ppr name)
 
-getLclEnvElts :: TcM [TcTyThing]
-getLclEnvElts = getLclEnv      `thenM` \ env ->
-               return (nameEnvElts (tcl_env env))
+lclEnvElts :: TcLclEnv -> [TcTyThing]
+lclEnvElts env = nameEnvElts (tcl_env env)
 
 getInLocalScope :: TcM (Name -> Bool)
   -- Ids only
@@ -426,6 +454,62 @@ tcExtendLocalValEnv2 names_w_ids thing_inside
 \end{code}
 
 
+\begin{code}
+-----------------------
+-- findGlobals looks at the value environment and finds values
+-- whose types mention the offending type variable.  It has to be 
+-- careful to zonk the Id's type first, so it has to be in the monad.
+-- We must be careful to pass it a zonked type variable, too.
+
+findGlobals :: TcTyVarSet
+             -> TidyEnv 
+             -> TcM (TidyEnv, [SDoc])
+
+findGlobals tvs tidy_env
+  = getLclEnv          `thenM` \ lcl_env ->
+    go tidy_env [] (lclEnvElts lcl_env)
+  where
+    go tidy_env acc [] = returnM (tidy_env, acc)
+    go tidy_env acc (thing : things)
+      = find_thing ignore_it tidy_env thing    `thenM` \ (tidy_env1, maybe_doc) ->
+       case maybe_doc of
+         Just d  -> go tidy_env1 (d:acc) things
+         Nothing -> go tidy_env1 acc     things
+
+    ignore_it ty = not (tvs `intersectsVarSet` tyVarsOfType ty)
+
+-----------------------
+find_thing ignore_it tidy_env (ATcId id _)
+  = zonkTcType  (idType id)    `thenM` \ id_ty ->
+    if ignore_it id_ty then
+       returnM (tidy_env, Nothing)
+    else let
+       (tidy_env', tidy_ty) = tidyOpenType tidy_env id_ty
+       msg = sep [ppr id <+> dcolon <+> ppr tidy_ty, 
+                  nest 2 (parens (ptext SLIT("bound at") <+>
+                                  ppr (getSrcLoc id)))]
+    in
+    returnM (tidy_env', Just msg)
+
+find_thing ignore_it tidy_env (ATyVar tv)
+  = zonkTcTyVar tv             `thenM` \ tv_ty ->
+    if ignore_it tv_ty then
+       returnM (tidy_env, Nothing)
+    else let
+       (tidy_env1, tv1)     = tidyOpenTyVar tidy_env  tv
+       (tidy_env2, tidy_ty) = tidyOpenType  tidy_env1 tv_ty
+       msg = sep [ppr tv1 <+> eq_stuff, nest 2 bound_at]
+
+       eq_stuff | Just tv' <- Type.getTyVar_maybe tv_ty, tv == tv' = empty
+                | otherwise                                        = equals <+> ppr tv_ty
+               -- It's ok to use Type.getTyVar_maybe because ty is zonked by now
+       
+       bound_at = tyVarBindingInfo tv
+    in
+    returnM (tidy_env2, Just msg)
+\end{code}
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{The global tyvars}
@@ -459,15 +543,15 @@ tcGetGlobalTyVars
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+The TcGblEnv holds a mutable variable containing the current full, instance environment.
+The ExtendInstEnv functions extend this environment by side effect, in case we are
+sucking in new instance declarations deep in the body of a TH splice, which are needed
+in another TH splice.  The tcg_insts field of the TcGblEnv contains just the dfuns
+from this module
+
 \begin{code}
 tcGetInstEnv :: TcM InstEnv
-tcGetInstEnv = getGblEnv       `thenM` \ env -> 
-              returnM (tcg_inst_env env)
-
-tcSetInstEnv :: InstEnv -> TcM a -> TcM a
-tcSetInstEnv ie thing_inside
-  = getGblEnv  `thenM` \ env ->
-    setGblEnv (env {tcg_inst_env = ie}) thing_inside
+tcGetInstEnv = do { env <- getGblEnv; readMutVar (tcg_inst_env env) }
 
 tcExtendInstEnv :: [DFunId] -> TcM a -> TcM a
        -- Add instances from local or imported
@@ -476,9 +560,11 @@ tcExtendInstEnv dfuns thing_inside
  = do { dflags <- getDOpts
       ; eps <- getEps
       ; env <- getGblEnv
+      ; let ie_var = tcg_inst_env env
+      ; inst_env <- readMutVar ie_var
       ; let
          -- Extend the total inst-env with the new dfuns
-         (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags (tcg_inst_env env) dfuns
+         (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags inst_env dfuns
   
          -- Sort the ones from this module from the others
          (lcl_dfuns, pkg_dfuns) = partition (isLocalThing mod) dfuns
@@ -488,11 +574,11 @@ tcExtendInstEnv dfuns thing_inside
                  (eps_inst_env', _) = extendInstEnv dflags (eps_inst_env eps) pkg_dfuns
          eps'               = eps { eps_inst_env = eps_inst_env' }
   
-         env'  = env { tcg_inst_env = inst_env', 
-                       tcg_insts = lcl_dfuns ++ tcg_insts env }
+         env'  = env { tcg_insts = lcl_dfuns ++ tcg_insts env }
 
       ; traceDFuns dfuns
       ; addErrs errs
+      ; writeMutVar ie_var inst_env'
       ; setEps eps'
       ; setGblEnv env' thing_inside }
 
@@ -501,19 +587,49 @@ tcExtendLocalInstEnv :: [InstInfo] -> TcM a -> TcM a
 tcExtendLocalInstEnv infos thing_inside
  = do { dflags <- getDOpts
       ; env <- getGblEnv
+      ; let ie_var = tcg_inst_env env
+      ; inst_env <- readMutVar ie_var
       ; let
          dfuns             = map iDFunId infos
-         (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags (tcg_inst_env env) dfuns
-         env'              = env { tcg_inst_env = inst_env', 
-                                   tcg_insts = dfuns ++ tcg_insts env }
+         (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags inst_env dfuns
+         env'              = env { tcg_insts = dfuns ++ tcg_insts env }
       ; traceDFuns dfuns
       ; addErrs errs
+      ; writeMutVar ie_var inst_env'
       ; setGblEnv env' thing_inside }
 
+tcExtendTempInstEnv :: [DFunId] -> TcM a -> TcM a
+  -- Extend the instance envt, but with *no* permanent 
+  -- effect on mutable variables; also ignore errors
+  -- Used during 'deriving' stuff
+tcExtendTempInstEnv dfuns thing_inside
+ = do { dflags <- getDOpts
+      ; env <- getGblEnv
+      ; let ie_var = tcg_inst_env env
+      ; inst_env <- readMutVar ie_var
+      ; let (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags inst_env dfuns
+       -- Ignore the errors about duplicate instances.
+       -- We don't want repeated error messages
+       -- They'll appear later, when we do the top-level extendInstEnvs
+      ; writeMutVar ie_var inst_env'
+      ; result <- thing_inside 
+      ; writeMutVar ie_var inst_env    -- Restore!
+      ; return result }
+
+tcWithTempInstEnv :: TcM a -> TcM a
+-- Run thing_inside, discarding any effects on the instance environment
+tcWithTempInstEnv thing_inside
+   = do { env <- getGblEnv
+       ; let ie_var = tcg_inst_env env
+       ; old_ie <- readMutVar  ie_var
+       ; result <- thing_inside
+       ; writeMutVar ie_var old_ie     -- Restore
+       ; return result }
+
 traceDFuns dfuns
   = traceTc (text "Adding instances:" <+> vcat (map pp dfuns))
   where
-    pp dfun   = ppr dfun <+> dcolon <+> ppr (idType dfun)
+    pp dfun = ppr dfun <+> dcolon <+> ppr (idType dfun)
 \end{code}
 
 
@@ -572,19 +688,25 @@ as well as explicit user written ones.
 data InstInfo
   = InstInfo {
       iDFunId :: DFunId,               -- The dfun id
-      iBinds  :: RenamedMonoBinds,     -- Bindings, b
-      iPrags  :: [RenamedSig]          -- User pragmas recorded for generating specialised instances
+      iBinds  :: InstBindings
     }
 
-  | NewTypeDerived {           -- Used for deriving instances of newtypes, where the
-                               -- witness dictionary is identical to the argument dictionary
-                               -- Hence no bindings.
-      iDFunId :: DFunId                        -- The dfun id
-    }
+data InstBindings
+  = VanillaInst                -- The normal case
+       RenamedMonoBinds        -- Bindings
+       [RenamedSig]            -- User pragmas recorded for generating 
+                               -- specialised instances
+
+  | NewTypeDerived             -- Used for deriving instances of newtypes, where the
+       [Type]                  -- witness dictionary is identical to the argument 
+                               -- dictionary.  Hence no bindings, no pragmas
+       -- The [Type] are the representation types
+       -- See notes in TcDeriv
 
 pprInstInfo info = vcat [ptext SLIT("InstInfo:") <+> ppr (idType (iDFunId info))]
-pprInstInfoDetails (InstInfo { iBinds = b }) = ppr b
-pprInstInfoDetails (NewTypeDerived _)       = text "Derived from the represenation type"
+
+pprInstInfoDetails (InstInfo { iBinds = VanillaInst b _ }) = ppr b
+pprInstInfoDetails (InstInfo { iBinds = NewTypeDerived _}) = text "Derived from the representation type"
 
 simpleInstInfoTy :: InstInfo -> Type
 simpleInstInfoTy info = case tcSplitDFunTy (idType (iDFunId info)) of