[project @ 2000-10-23 11:56:20 by sewardj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcInstUtil.lhs
diff --git a/ghc/compiler/typecheck/TcInstUtil.lhs b/ghc/compiler/typecheck/TcInstUtil.lhs
deleted file mode 100644 (file)
index 083ea79..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,388 +0,0 @@
-%
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
-%
-\section[TcInstUtil]{Utilities for typechecking instance declarations}
-
-The bits common to TcInstDcls and TcDeriv.
-
-\begin{code}
-module TcInstUtil (
-       InstInfo(..), pprInstInfo,
-       simpleInstInfoTy, simpleInstInfoTyCon, simpleDFunClassTyCon,
-
-       -- Instance environment
-       InstEnv, emptyInstEnv, extendInstEnv,
-       lookupInstEnv, InstLookupResult(..),
-       classInstEnv, classDataCon,
-
-       isLocalInst
-    ) where
-
-#include "HsVersions.h"
-
-import RnHsSyn         ( RenamedMonoBinds, RenamedSig )
-
-import HscTypes                ( InstEnv, ClsInstEnv, DFunId )
-import Class           ( Class )
-import Var             ( TyVar, Id )
-import VarSet          ( unionVarSet, mkVarSet )
-import VarEnv          ( TyVarSubstEnv )
-import Maybes          ( MaybeErr(..), returnMaB, failMaB, thenMaB, maybeToBool )
-import Name            ( getSrcLoc )
-import SrcLoc          ( SrcLoc )
-import Type            ( Type, ThetaType, splitTyConApp_maybe, 
-                         splitSigmaTy, splitDictTy,
-                         tyVarsOfTypes )
-import PprType         ( )
-import Class           ( classTyCon )
-import DataCon         ( DataCon )
-import TyCon           ( TyCon, tyConDataCons )
-import Outputable
-import Unify           ( matchTys, unifyTyListsX )
-import UniqFM          ( lookupWithDefaultUFM, addToUFM, emptyUFM )
-import Id              ( idType )
-import ErrUtils                ( Message )
-import CmdLineOpts
-\end{code}
-
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{The InstInfo type}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-The InstInfo type summarises the information in an instance declaration
-
-    instance c => k (t tvs) where b
-
-\begin{code}
-data InstInfo
-  = InstInfo {
-      iClass :: Class,         -- Class, k
-      iTyVars :: [TyVar],      -- Type variables, tvs
-      iTys    :: [Type],       -- The types at which the class is being instantiated
-      iTheta  :: ThetaType,    -- inst_decl_theta: the original context, c, from the
-                               --   instance declaration.  It constrains (some of)
-                               --   the TyVars above
-      iLocal  :: Bool,         -- True <=> it's defined in this module
-      iDFunId :: DFunId,               -- The dfun id
-      iBinds  :: RenamedMonoBinds,     -- Bindings, b
-      iLoc    :: SrcLoc,               -- Source location assoc'd with this instance's defn
-      iPrags  :: [RenamedSig]          -- User pragmas recorded for generating specialised instances
-    }
-
-pprInstInfo info = vcat [ptext SLIT("InstInfo:") <+> ppr (idType (iDFunId info)),
-                        nest 4 (ppr (iBinds info))]
-
-simpleInstInfoTy :: InstInfo -> Type
-simpleInstInfoTy (InstInfo {iTys = [ty]}) = ty
-
-simpleInstInfoTyCon :: InstInfo -> TyCon
-  -- Gets the type constructor for a simple instance declaration,
-  -- i.e. one of the form      instance (...) => C (T a b c) where ...
-simpleInstInfoTyCon inst
-   = case splitTyConApp_maybe (simpleInstInfoTy inst) of 
-       Just (tycon, _) -> tycon
-
-isLocalInst :: InstInfo -> Bool
-isLocalInst info = iLocal info
-\end{code}
-
-
-A tiny function which doesn't belong anywhere else.
-It makes a nasty mutual-recursion knot if you put it in Class.
-
-\begin{code}
-simpleDFunClassTyCon :: DFunId -> (Class, TyCon)
-simpleDFunClassTyCon dfun
-  = (clas, tycon)
-  where
-    (_,_,dict_ty) = splitSigmaTy (idType dfun)
-    (clas, [ty])  = splitDictTy  dict_ty
-    tycon        = case splitTyConApp_maybe ty of
-                       Just (tycon,_) -> tycon
-
-classDataCon :: Class -> DataCon
-classDataCon clas = case tyConDataCons (classTyCon clas) of
-                     (dict_constr:no_more) -> ASSERT( null no_more ) dict_constr 
-\end{code}                   
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Instance environments: InstEnv and ClsInstEnv}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-The actual type declarations are in HscTypes.
-
-\begin{code}
-emptyInstEnv :: InstEnv
-emptyInstEnv = emptyUFM
-
-classInstEnv :: InstEnv -> Class -> ClsInstEnv
-classInstEnv env cls = lookupWithDefaultUFM env [] cls
-\end{code}
-
-A @ClsInstEnv@ lives inside a class, and identifies all the instances
-of that class.  The @Id@ inside a ClsInstEnv mapping is the dfun for
-that instance.  
-
-If class C maps to a list containing the item ([a,b], [t1,t2,t3], dfun), then
-
-       forall a b, C t1 t2 t3  can be constructed by dfun
-
-or, to put it another way, we have
-
-       instance (...) => C t1 t2 t3,  witnessed by dfun
-
-There is an important consistency constraint in the elements of a ClsInstEnv:
-
-  * [a,b] must be a superset of the free vars of [t1,t2,t3]
-
-  * The dfun must itself be quantified over [a,b]
-
-Thus, the @ClassInstEnv@ for @Eq@ might contain the following entry:
-       [a] ===> dfun_Eq_List :: forall a. Eq a => Eq [a]
-The "a" in the pattern must be one of the forall'd variables in
-the dfun type.
-
-
-
-Notes on overlapping instances
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-In some ClsInstEnvs, overlap is prohibited; that is, no pair of templates unify.
-
-In others, overlap is permitted, but only in such a way that one can make
-a unique choice when looking up.  That is, overlap is only permitted if
-one template matches the other, or vice versa.  So this is ok:
-
-  [a]  [Int]
-
-but this is not
-
-  (Int,a)  (b,Int)
-
-If overlap is permitted, the list is kept most specific first, so that
-the first lookup is the right choice.
-
-
-For now we just use association lists.
-
-\subsection{Avoiding a problem with overlapping}
-
-Consider this little program:
-
-\begin{pseudocode}
-     class C a        where c :: a
-     class C a => D a where d :: a
-
-     instance C Int where c = 17
-     instance D Int where d = 13
-
-     instance C a => C [a] where c = [c]
-     instance ({- C [a], -} D a) => D [a] where d = c
-
-     instance C [Int] where c = [37]
-
-     main = print (d :: [Int])
-\end{pseudocode}
-
-What do you think `main' prints  (assuming we have overlapping instances, and
-all that turned on)?  Well, the instance for `D' at type `[a]' is defined to
-be `c' at the same type, and we've got an instance of `C' at `[Int]', so the
-answer is `[37]', right? (the generic `C [a]' instance shouldn't apply because
-the `C [Int]' instance is more specific).
-
-Ghc-4.04 gives `[37]', while ghc-4.06 gives `[17]', so 4.06 is wrong.  That
-was easy ;-)  Let's just consult hugs for good measure.  Wait - if I use old
-hugs (pre-September99), I get `[17]', and stranger yet, if I use hugs98, it
-doesn't even compile!  What's going on!?
-
-What hugs complains about is the `D [a]' instance decl.
-
-\begin{pseudocode}
-     ERROR "mj.hs" (line 10): Cannot build superclass instance
-     *** Instance            : D [a]
-     *** Context supplied    : D a
-     *** Required superclass : C [a]
-\end{pseudocode}
-
-You might wonder what hugs is complaining about.  It's saying that you
-need to add `C [a]' to the context of the `D [a]' instance (as appears
-in comments).  But there's that `C [a]' instance decl one line above
-that says that I can reduce the need for a `C [a]' instance to the
-need for a `C a' instance, and in this case, I already have the
-necessary `C a' instance (since we have `D a' explicitly in the
-context, and `C' is a superclass of `D').
-
-Unfortunately, the above reasoning indicates a premature commitment to the
-generic `C [a]' instance.  I.e., it prematurely rules out the more specific
-instance `C [Int]'.  This is the mistake that ghc-4.06 makes.  The fix is to
-add the context that hugs suggests (uncomment the `C [a]'), effectively
-deferring the decision about which instance to use.
-
-Now, interestingly enough, 4.04 has this same bug, but it's covered up
-in this case by a little known `optimization' that was disabled in
-4.06.  Ghc-4.04 silently inserts any missing superclass context into
-an instance declaration.  In this case, it silently inserts the `C
-[a]', and everything happens to work out.
-
-(See `basicTypes/MkId:mkDictFunId' for the code in question.  Search for
-`Mark Jones', although Mark claims no credit for the `optimization' in
-question, and would rather it stopped being called the `Mark Jones
-optimization' ;-)
-
-So, what's the fix?  I think hugs has it right.  Here's why.  Let's try
-something else out with ghc-4.04.  Let's add the following line:
-
-    d' :: D a => [a]
-    d' = c
-
-Everyone raise their hand who thinks that `d :: [Int]' should give a
-different answer from `d' :: [Int]'.  Well, in ghc-4.04, it does.  The
-`optimization' only applies to instance decls, not to regular
-bindings, giving inconsistent behavior.
-
-Old hugs had this same bug.  Here's how we fixed it: like GHC, the
-list of instances for a given class is ordered, so that more specific
-instances come before more generic ones.  For example, the instance
-list for C might contain:
-    ..., C Int, ..., C a, ...  
-When we go to look for a `C Int' instance we'll get that one first.
-But what if we go looking for a `C b' (`b' is unconstrained)?  We'll
-pass the `C Int' instance, and keep going.  But if `b' is
-unconstrained, then we don't know yet if the more specific instance
-will eventually apply.  GHC keeps going, and matches on the generic `C
-a'.  The fix is to, at each step, check to see if there's a reverse
-match, and if so, abort the search.  This prevents hugs from
-prematurely chosing a generic instance when a more specific one
-exists.
-
---Jeff
-
-
-@lookupInstEnv@ looks up in a @InstEnv@, using a one-way match.  Since
-the env is kept ordered, the first match must be the only one.  The
-thing we are looking up can have an arbitrary "flexi" part.
-
-\begin{code}
-lookupInstEnv :: InstEnv                       -- The envt
-             -> Class -> [Type]        -- Key
-             -> InstLookupResult
-
-data InstLookupResult 
-  = FoundInst                  -- There is a (template,substitution) pair 
-                               -- that makes the template match the key, 
-                               -- and no template is an instance of the key
-       TyVarSubstEnv Id
-
-  | NoMatch Bool       -- Boolean is true iff there is at least one
-                       -- template that matches the key.
-                       -- (but there are other template(s) that are
-                       --  instances of the key, so we don't report 
-                       --  FoundInst)
-       -- The NoMatch True case happens when we look up
-       --      Foo [a]
-       -- in an InstEnv that has entries for
-       --      Foo [Int]
-       --      Foo [b]
-       -- Then which we choose would depend on the way in which 'a'
-       -- is instantiated.  So we say there is no match, but identify
-       -- it as ambiguous case in the hope of giving a better error msg.
-       -- See the notes above from Jeff Lewis
-
-lookupInstEnv env key_cls key_tys
-  = find (classInstEnv env key_cls)
-  where
-    key_vars = tyVarsOfTypes key_tys
-
-    find [] = NoMatch False
-    find ((tpl_tyvars, tpl, val) : rest)
-      = case matchTys tpl_tyvars tpl key_tys of
-         Nothing                 ->
-           case matchTys key_vars key_tys tpl of
-             Nothing             -> find rest
-             Just (_, _)         -> NoMatch (any_match rest)
-         Just (subst, leftovers) -> ASSERT( null leftovers )
-                                    FoundInst subst val
-
-    any_match rest = or [ maybeToBool (matchTys tvs tpl key_tys)
-                       | (tvs,tpl,_) <- rest
-                       ]
-\end{code}
-
-@addToClsInstEnv@ extends a @ClsInstEnv@, checking for overlaps.
-
-A boolean flag controls overlap reporting.
-
-True => overlap is permitted, but only if one template matches the other;
-        not if they unify but neither is 
-
-\begin{code}
-extendInstEnv :: DynFlags -> InstEnv -> [DFunId] -> (InstEnv, [Message])
-  -- Similar, but all we have is the DFuns
-extendInstEnv dflags env infos
-  = go env [] infos
-  where
-    go env msgs []          = (env, msgs)
-    go env msgs (dfun:dfuns) = case addToInstEnv dflags env dfun of
-                                   Succeeded new_env -> go new_env msgs dfuns
-                                   Failed dfun'      -> go env (msg:msgs) infos
-                                                    where
-                                                        msg = dupInstErr dfun dfun'
-
-
-dupInstErr dfun1 dfun2
-       -- Overlapping/duplicate instances for given class; msg could be more glamourous
-  = hang (ptext SLIT("Duplicate or overlapping instance declarations:"))
-       2 (ppr_dfun dfun1 $$ ppr_dfun dfun2)
-  where
-    ppr_dfun dfun = ppr (getSrcLoc dfun) <> colon <+> ppr tau
-                 where
-                   (_,_,tau) = splitSigmaTy (idType dfun)
-
-addToInstEnv :: DynFlags
-             -> InstEnv        -> DFunId
-            -> MaybeErr InstEnv        -- Success...
-                        DFunId         -- Failure: Offending overlap
-
-addToInstEnv dflags inst_env dfun_id
-  = case insert_into (classInstEnv inst_env clas) of
-       Failed stuff      -> Failed stuff
-       Succeeded new_env -> Succeeded (addToUFM inst_env clas new_env)
-       
-  where
-    (ins_tvs, _, dict_ty) = splitSigmaTy (idType dfun_id)
-    (clas, ins_tys)      = splitDictTy dict_ty
-
-    ins_tv_set = mkVarSet ins_tvs
-    ins_item = (ins_tv_set, ins_tys, dfun_id)
-
-    insert_into [] = returnMaB [ins_item]
-    insert_into env@(cur_item@(tpl_tvs, tpl_tys, val) : rest)
-
-       -- FAIL if:
-       -- (a) they are the same, or
-       -- (b) they unify, and any sort of overlap is prohibited,
-       -- (c) they unify but neither is more specific than t'other
-      |  identical 
-      || (unifiable && not (dopt Opt_AllowOverlappingInstances dflags))
-      || (unifiable && not (ins_item_more_specific || cur_item_more_specific))
-      =  failMaB val
-
-       -- New item is an instance of current item, so drop it here
-      | ins_item_more_specific = returnMaB (ins_item : env)
-
-       -- Otherwise carry on
-      | otherwise  = insert_into rest     `thenMaB` \ rest' ->
-                     returnMaB (cur_item : rest')
-      where
-        unifiable = maybeToBool (unifyTyListsX (ins_tv_set `unionVarSet` tpl_tvs) tpl_tys ins_tys)
-        ins_item_more_specific = maybeToBool (matchTys tpl_tvs    tpl_tys ins_tys)
-        cur_item_more_specific = maybeToBool (matchTys ins_tv_set ins_tys tpl_tys)
-       identical = ins_item_more_specific && cur_item_more_specific
-\end{code}
-
-