[project @ 2005-11-25 13:04:41 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcHsType.lhs
index e25d0ad..a234bfb 100644 (file)
@@ -14,55 +14,51 @@ module TcHsType (
        
                -- Typechecking kinded types
        tcHsKindedContext, tcHsKindedType, tcHsBangType,
-       tcTyVarBndrs, dsHsType, tcLHsConSig, tcDataKindSig,
+       tcTyVarBndrs, dsHsType, tcLHsConResTy,
+       tcDataKindSig,
 
        tcHsPatSigType, tcAddLetBoundTyVars,
        
-       TcSigInfo(..), mkTcSig, 
-       TcSigFun, lookupSig 
+       TcSigInfo(..), TcSigFun, lookupSig 
    ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsType(..), LHsType, HsTyVarBndr(..), LHsTyVarBndr, HsBang,
-                         LHsContext, HsPred(..), LHsPred, LHsBinds,
-                         getBangStrictness, collectSigTysFromHsBinds )
+import HsSyn           ( HsType(..), LHsType, HsTyVarBndr(..), LHsTyVarBndr, 
+                         LHsContext, HsPred(..), LHsPred, LHsBinds, HsExplicitForAll(..),
+                         collectSigTysFromHsBinds )
 import RnHsSyn         ( extractHsTyVars )
 import TcRnMonad
-import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, tcExtendKindEnv,
+import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, tcExtendKindEnvTvs, 
                          tcLookup, tcLookupClass, tcLookupTyCon,
                          TyThing(..), getInLocalScope, wrongThingErr
                        )
-import TcMType         ( newKindVar, tcSkolType, newMetaTyVar, 
-                         zonkTcKindToKind, 
+import TcMType         ( newKindVar, newMetaTyVar, zonkTcKindToKind, 
                          checkValidType, UserTypeCtxt(..), pprHsSigCtxt
                        )
 import TcUnify         ( unifyFunKind, checkExpectedKind )
+import TcIface         ( checkWiredInTyCon )
 import TcType          ( Type, PredType(..), ThetaType, 
-                         SkolemInfo(SigSkol), MetaDetails(Flexi),
+                         MetaDetails(Flexi), hoistForAllTys,
                          TcType, TcTyVar, TcKind, TcThetaType, TcTauType,
-                         mkTyVarTy, mkFunTy, 
-                         mkForAllTys, mkFunTys, tcEqType, isPredTy,
-                         mkSigmaTy, mkPredTy, mkGenTyConApp, mkTyConApp, mkAppTys, 
-                         tcSplitFunTy_maybe, tcSplitForAllTys )
+                         mkFunTy, mkSigmaTy, mkPredTy, mkGenTyConApp, 
+                         mkTyConApp, mkAppTys, typeKind )
 import Kind            ( Kind, isLiftedTypeKind, liftedTypeKind, ubxTupleKind, 
                          openTypeKind, argTypeKind, splitKindFunTys )
-import Id              ( idName, idType )
-import Var             ( TyVar, mkTyVar, tyVarKind )
+import Id              ( idName )
+import Var             ( TyVar, mkTyVar )
 import TyCon           ( TyCon, tyConKind )
 import Class           ( Class, classTyCon )
 import Name            ( Name, mkInternalName )
 import OccName         ( mkOccName, tvName )
 import NameSet
+import NameEnv
 import PrelNames       ( genUnitTyConName )
-import Type            ( deShadowTy )
-import TysWiredIn      ( mkListTy, mkPArrTy, mkTupleTy )
-import Bag             ( bagToList )
-import BasicTypes      ( Boxity(..) )
+import TysWiredIn      ( mkListTy, listTyCon, mkPArrTy, parrTyCon, tupleTyCon )
+import BasicTypes      ( Boxity(..), RecFlag )
 import SrcLoc          ( Located(..), unLoc, noLoc, srcSpanStart )
 import UniqSupply      ( uniqsFromSupply )
 import Outputable
-import List            ( nubBy )
 \end{code}
 
 
@@ -151,12 +147,16 @@ the TyCon being defined.
 \begin{code}
 tcHsSigType :: UserTypeCtxt -> LHsType Name -> TcM Type
   -- Do kind checking, and hoist for-alls to the top
+  -- NB: it's important that the foralls that come from the top-level
+  --    HsForAllTy in hs_ty occur *first* in the returned type.
+  --     See Note [Scoped] with TcSigInfo
 tcHsSigType ctxt hs_ty 
   = addErrCtxt (pprHsSigCtxt ctxt hs_ty) $
     do { kinded_ty <- kcTypeType hs_ty
        ; ty <- tcHsKindedType kinded_ty
        ; checkValidType ctxt ty        
        ; returnM ty }
+
 -- Used for the deriving(...) items
 tcHsDeriv :: LHsType Name -> TcM ([TyVar], Class, [Type])
 tcHsDeriv = addLocM (tc_hs_deriv [])
@@ -239,9 +239,20 @@ kcCheckHsType :: LHsType Name -> TcKind -> TcM (LHsType Name)
 -- with OpenTypeKind, because it gives better error messages
 kcCheckHsType (L span ty) exp_kind 
   = setSrcSpan span                            $
-    kc_hs_type ty                              `thenM` \ (ty', act_kind) ->
-    checkExpectedKind ty act_kind exp_kind     `thenM_`
-    returnM (L span ty')
+    do { (ty', act_kind) <- add_ctxt ty (kc_hs_type ty)
+               -- Add the context round the inner check only
+               -- because checkExpectedKind already mentions
+               -- 'ty' by name in any error message
+
+       ; checkExpectedKind ty act_kind exp_kind
+       ; return (L span ty') }
+  where
+       -- Wrap a context around only if we want to
+       -- show that contexts.  Omit invisble ones
+       -- and ones user's won't grok (HsPred p).
+    add_ctxt (HsPredTy p)                         thing = thing
+    add_ctxt (HsForAllTy Implicit tvs (L _ []) ty) thing = thing
+    add_ctxt other_ty thing = addErrCtxt (typeCtxt ty) thing
 \end{code}
 
        Here comes the main function
@@ -392,7 +403,7 @@ kcTyVar name        -- Could be a tyvar or a tycon
     tcLookup name      `thenM` \ thing ->
     traceTc (text "lk2" <+> ppr name <+> ppr thing)    `thenM_`
     case thing of 
-       ATyVar tv _             -> returnM (tyVarKind tv)
+       ATyVar _ ty             -> returnM (typeKind ty)
        AThing kind             -> returnM kind
        AGlobal (ATyCon tc)     -> returnM (tyConKind tc) 
        other                   -> wrongThingErr "type" thing name
@@ -419,7 +430,9 @@ The type desugarer
        * Zonks any kinds
 
 It cannot fail, and does no validity checking, except for 
-structural matters, such as spurious ! annotations.
+structural matters, such as
+       (a) spurious ! annotations.
+       (b) a class used as a type
 
 \begin{code}
 dsHsType :: LHsType Name -> TcM Type
@@ -439,16 +452,21 @@ ds_type (HsKindSig ty k)
   = dsHsType ty        -- Kind checking done already
 
 ds_type (HsListTy ty)
-  = dsHsType ty                                `thenM` \ tau_ty ->
+  = dsHsType ty                        `thenM` \ tau_ty ->
+    checkWiredInTyCon listTyCon        `thenM_`
     returnM (mkListTy tau_ty)
 
 ds_type (HsPArrTy ty)
-  = dsHsType ty                                `thenM` \ tau_ty ->
+  = dsHsType ty                        `thenM` \ tau_ty ->
+    checkWiredInTyCon parrTyCon        `thenM_`
     returnM (mkPArrTy tau_ty)
 
 ds_type (HsTupleTy boxity tys)
-  = dsHsTypes tys                      `thenM` \ tau_tys ->
-    returnM (mkTupleTy boxity (length tys) tau_tys)
+  = dsHsTypes tys              `thenM` \ tau_tys ->
+    checkWiredInTyCon tycon    `thenM_`
+    returnM (mkTyConApp tycon tau_tys)
+  where
+    tycon = tupleTyCon boxity (length tys)
 
 ds_type (HsFunTy ty1 ty2)
   = dsHsType ty1                       `thenM` \ tau_ty1 ->
@@ -500,11 +518,9 @@ ds_var_app :: Name -> [Type] -> TcM Type
 ds_var_app name arg_tys 
  = tcLookup name                       `thenM` \ thing ->
     case thing of
-       ATyVar _ ty          -> returnM (mkAppTys ty arg_tys)
-       AGlobal (ATyCon tc)  -> returnM (mkGenTyConApp tc arg_tys)
---     AThing _             -> tcLookupTyCon name      `thenM` \ tc ->
---                             returnM (mkGenTyConApp tc arg_tys)
-       other -> pprPanic "ds_app_type" (ppr name <+> ppr arg_tys)
+       ATyVar _ ty         -> returnM (mkAppTys ty arg_tys)
+       AGlobal (ATyCon tc) -> returnM (mkGenTyConApp tc arg_tys)
+       other               -> wrongThingErr "type" thing name
 \end{code}
 
 
@@ -528,36 +544,12 @@ dsHsPred (HsIParam name ty)
 GADT constructor signatures
 
 \begin{code}
-tcLHsConSig :: LHsType Name 
-           -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, 
-                   [HsBang], [TcType],
-                   TyCon, [TcType])
--- Take apart the type signature for a data constructor
--- The difference is that there can be bangs at the top of
--- the argument types, and kind-checking is the right place to check
-tcLHsConSig sig@(L span (HsForAllTy exp tv_names ctxt ty))
-  = setSrcSpan span            $
-    addErrCtxt (gadtSigCtxt sig) $
-    tcTyVarBndrs tv_names      $ \ tyvars ->
-    do { theta <- mappM dsHsLPred (unLoc ctxt)
-       ; (bangs, arg_tys, tc, res_tys) <- tc_con_sig_tau ty
-       ; return (tyvars, theta, bangs, arg_tys, tc, res_tys) }
-tcLHsConSig ty 
-  = do { (bangs, arg_tys, tc, res_tys) <- tc_con_sig_tau ty
-       ; return ([], [], bangs, arg_tys, tc, res_tys) }
-
---------
-tc_con_sig_tau (L _ (HsFunTy arg ty))
-  = do { (bangs, arg_tys, tc, res_tys) <- tc_con_sig_tau ty
-       ; arg_ty <- tcHsBangType arg
-       ; return (getBangStrictness arg : bangs, 
-                 arg_ty : arg_tys, tc, res_tys) }
-
-tc_con_sig_tau ty
-  = do { (tc, res_tys) <- tc_con_res ty []
-       ; return ([], [], tc, res_tys) }
-
---------
+tcLHsConResTy :: LHsType Name -> TcM (TyCon, [TcType])
+tcLHsConResTy ty@(L span _) 
+  = setSrcSpan span $ 
+    addErrCtxt (gadtResCtxt ty) $
+    tc_con_res ty []
+
 tc_con_res (L _ (HsAppTy fun res_ty)) res_tys
   = do { res_ty' <- dsHsType res_ty
        ; tc_con_res fun (res_ty' : res_tys) }
@@ -571,12 +563,14 @@ tc_con_res ty@(L _ (HsTyVar name)) res_tys
 
 tc_con_res ty _ = failWithTc (badGadtDecl ty)
 
-gadtSigCtxt ty
-  = hang (ptext SLIT("In the signature of a data constructor:"))
+gadtResCtxt ty
+  = hang (ptext SLIT("In the result type of a data constructor:"))
        2 (ppr ty)
 badGadtDecl ty
-  = hang (ptext SLIT("Malformed constructor signature:"))
+  = hang (ptext SLIT("Malformed constructor result type:"))
        2 (ppr ty)
+
+typeCtxt ty = ptext SLIT("In the type") <+> quotes (ppr ty)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -593,8 +587,7 @@ kcHsTyVars :: [LHsTyVarBndr Name]
           -> TcM r
 kcHsTyVars tvs thing_inside 
   = mappM (wrapLocM kcHsTyVar) tvs     `thenM` \ bndrs ->
-    tcExtendKindEnv [(n,k) | L _ (KindedTyVar n k) <- bndrs]
-                   (thing_inside bndrs)
+    tcExtendKindEnvTvs bndrs (thing_inside bndrs)
 
 kcHsTyVar :: HsTyVarBndr Name -> TcM (HsTyVarBndr Name)
        -- Return a *kind-annotated* binder, and a tyvar with a mutable kind in it      
@@ -745,11 +738,11 @@ tcHsPatSigType ctxt hs_ty
                ; return (tyvars, sig_ty) }
        }
 
-tcAddLetBoundTyVars :: LHsBinds Name -> TcM a -> TcM a
+tcAddLetBoundTyVars :: [(RecFlag,LHsBinds Name)] -> TcM a -> TcM a
 -- Turgid funciton, used for type variables bound by the patterns of a let binding
 
 tcAddLetBoundTyVars binds thing_inside
-  = go (collectSigTysFromHsBinds (bagToList binds)) thing_inside
+  = go (concatMap (collectSigTysFromHsBinds . snd) binds) thing_inside
   where
     go [] thing_inside = thing_inside
     go (hs_ty:hs_tys) thing_inside
@@ -776,13 +769,42 @@ been instantiated.
 \begin{code}
 data TcSigInfo
   = TcSigInfo {
-       sig_id :: TcId,             -- *Polymorphic* binder for this value...
-       sig_tvs   :: [TcTyVar],     -- tyvars
-       sig_theta :: TcThetaType,   -- theta
-       sig_tau   :: TcTauType,     -- tau
-       sig_loc :: InstLoc          -- The location of the signature
+       sig_id     :: TcId,             --  *Polymorphic* binder for this value...
+
+       sig_scoped :: [Name],           -- Names for any scoped type variables
+                                       -- Invariant: correspond 1-1 with an initial
+                                       -- segment of sig_tvs (see Note [Scoped])
+
+       sig_tvs    :: [TcTyVar],        -- Instantiated type variables
+                                       -- See Note [Instantiate sig]
+
+       sig_theta  :: TcThetaType,      -- Instantiated theta
+       sig_tau    :: TcTauType,        -- Instantiated tau
+       sig_loc    :: InstLoc           -- The location of the signature
     }
 
+--     Note [Scoped]
+-- There may be more instantiated type variables than scoped 
+-- ones.  For example:
+--     type T a = forall b. b -> (a,b)
+--     f :: forall c. T c
+-- Here, the signature for f will have one scoped type variable, c,
+-- but two instantiated type variables, c' and b'.  
+--
+-- We assume that the scoped ones are at the *front* of sig_tvs,
+-- and remember the names from the original HsForAllTy in sig_scoped
+
+--     Note [Instantiate sig]
+-- It's vital to instantiate a type signature with fresh variable.
+-- For example:
+--     type S = forall a. a->a
+--     f,g :: S
+--     f = ...
+--     g = ...
+-- Here, we must use distinct type variables when checking f,g's right hand sides.
+-- (Instantiation is only necessary because of type synonyms.  Otherwise,
+-- it's all cool; each signature has distinct type variables from the renamer.)
+
 type TcSigFun = Name -> Maybe TcSigInfo
 
 instance Outputable TcSigInfo where
@@ -790,85 +812,8 @@ instance Outputable TcSigInfo where
        = ppr id <+> ptext SLIT("::") <+> ppr tyvars <+> ppr theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
 
 lookupSig :: [TcSigInfo] -> TcSigFun   -- Search for a particular signature
-lookupSig [] name = Nothing
-lookupSig (sig : sigs) name
-  | name == idName (sig_id sig) = Just sig
-  | otherwise                  = lookupSig sigs name
-
-mkTcSig :: TcId -> TcM TcSigInfo
-mkTcSig poly_id
-  =    -- Instantiate this type
-       -- It's important to do this even though in the error-free case
-       -- we could just split the sigma_tc_ty (since the tyvars don't
-       -- unified with anything).  But in the case of an error, when
-       -- the tyvars *do* get unified with something, we want to carry on
-       -- typechecking the rest of the program with the function bound
-       -- to a pristine type, namely sigma_tc_ty
-    do { let rigid_info = SigSkol (idName poly_id)
-       ; (tyvars', theta', tau') <- tcSkolType rigid_info (idType poly_id)
-       ; loc <- getInstLoc (SigOrigin rigid_info)
-       ; return (TcSigInfo { sig_id = poly_id, sig_tvs = tyvars', 
-                             sig_theta = theta', sig_tau = tau', sig_loc = loc }) }
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Errors and contexts}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-
-\begin{code}
-hoistForAllTys :: Type -> Type
--- Used for user-written type signatures only
--- Move all the foralls and constraints to the top
--- e.g.  T -> forall a. a        ==>   forall a. T -> a
---      T -> (?x::Int) -> Int   ==>   (?x::Int) -> T -> Int
---
--- Also: eliminate duplicate constraints.  These can show up
--- when hoisting constraints, notably implicit parameters.
---
--- We want to 'look through' type synonyms when doing this
--- so it's better done on the Type than the HsType
-
-hoistForAllTys ty
-  = let
-       no_shadow_ty = deShadowTy ty
-       -- Running over ty with an empty substitution gives it the
-       -- no-shadowing property.  This is important.  For example:
-       --      type Foo r = forall a. a -> r
-       --      foo :: Foo (Foo ())
-       -- Here the hoisting should give
-       --      foo :: forall a a1. a -> a1 -> ()
-       --
-       -- What about type vars that are lexically in scope in the envt?
-       -- We simply rely on them having a different unique to any
-       -- binder in 'ty'.  Otherwise we'd have to slurp the in-scope-tyvars
-       -- out of the envt, which is boring and (I think) not necessary.
-    in
-    case hoist no_shadow_ty of 
-       (tvs, theta, body) -> mkForAllTys tvs (mkFunTys (nubBy tcEqType theta) body)
-               -- The 'nubBy' eliminates duplicate constraints,
-               -- notably implicit parameters
+lookupSig sigs = lookupNameEnv env
   where
-    hoist ty
-       | (tvs1, body_ty) <- tcSplitForAllTys ty,
-         not (null tvs1)
-       = case hoist body_ty of
-               (tvs2,theta,tau) -> (tvs1 ++ tvs2, theta, tau)
-
-       | Just (arg, res) <- tcSplitFunTy_maybe ty
-       = let
-             arg' = hoistForAllTys arg -- Don't forget to apply hoist recursively
-         in                            -- to the argument type
-         if (isPredTy arg') then
-           case hoist res of
-               (tvs,theta,tau) -> (tvs, arg':theta, tau)
-         else
-            case hoist res of
-               (tvs,theta,tau) -> (tvs, theta, mkFunTy arg' tau)
-
-       | otherwise = ([], [], ty)
+    env = mkNameEnv [(idName (sig_id sig), sig) | sig <- sigs]
 \end{code}