[project @ 2001-05-22 13:43:14 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcTyDecls.lhs
index 282b30e..afbd15e 100644 (file)
 
 \begin{code}
 module TcTyDecls (
-       tcTyDecl, kcTyDecl, 
-       tcConDecl,
-       mkDataBinds
+       tcTyDecl1, kcConDetails, mkNewTyConRep
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( MonoBinds(..), 
-                         TyClDecl(..), ConDecl(..), ConDetails(..), BangType(..),
-                         andMonoBindList
+import HsSyn           ( TyClDecl(..), ConDecl(..), ConDetails(..), 
+                         getBangType, getBangStrictness, conDetailsTys
                        )
-import RnHsSyn         ( RenamedTyClDecl, RenamedConDecl )
-import TcHsSyn         ( TcMonoBinds )
-import BasicTypes      ( RecFlag(..), NewOrData(..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedTyClDecl, RenamedConDecl, RenamedContext )
+import BasicTypes      ( NewOrData(..), RecFlag, isRec )
 
-import TcMonoType      ( tcExtendTopTyVarScope, tcExtendTyVarScope, 
-                         tcHsTypeKind, tcHsType, tcHsTopType, tcHsTopBoxedType,
-                         tcContext, tcHsTopTypeKind
+import TcMonoType      ( tcHsRecType, tcHsTyVars, tcRecTheta,
+                         kcHsContext, kcHsSigType, kcHsLiftedSigType
+                       )
+import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, 
+                         tcLookupTyCon, tcLookupRecId, 
+                         TyThingDetails(..), RecTcEnv
                        )
-import TcType          ( zonkTcTyVarToTyVar, zonkTcThetaType )
-import TcEnv           ( tcLookupTy, TcTyThing(..) )
 import TcMonad
-import TcUnify         ( unifyKind )
 
-import Class           ( Class )
-import DataCon         ( DataCon, dataConSig, mkDataCon, isNullaryDataCon,
-                         dataConFieldLabels, dataConId,
-                         markedStrict, notMarkedStrict, markedUnboxed
-                       )
-import MkId            ( mkDataConId, mkRecordSelId, mkNewTySelId )
-import Id              ( getIdUnfolding )
-import CoreUnfold      ( getUnfoldingTemplate )
+import DataCon         ( DataCon, mkDataCon, dataConFieldLabels, dataConRepType )
+import MkId            ( mkDataConId, mkDataConWrapId, mkRecordSelId )
 import FieldLabel
-import Var             ( Id, TyVar )
-import Name            ( Name, isLocallyDefined, OccName, NamedThing(..), nameUnique )
+import Var             ( TyVar )
+import Name            ( Name, NamedThing(..) )
 import Outputable
-import TyCon           ( TyCon, ArgVrcs, mkSynTyCon, mkAlgTyCon, isAlgTyCon, 
-                         isSynTyCon, tyConDataCons, isNewTyCon
-                       )
-import Type            ( getTyVar, tyVarsOfTypes,
-                         mkTyConApp, mkTyVarTys, mkForAllTys, mkFunTy,
-                         mkTyVarTy,
-                         mkArrowKind, mkArrowKinds, boxedTypeKind,
-                         isUnboxedType, Type, ThetaType
+import TyCon           ( TyCon, isNewTyCon, tyConTyVars )
+import Type            ( tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, splitFunTy, applyTys,
+                         mkTyConApp, mkTyVarTys, mkForAllTys, 
+                         splitAlgTyConApp_maybe, Type, ThetaType
                        )
-import Var             ( tyVarKind )
+import TysWiredIn      ( unitTy )
 import VarSet          ( intersectVarSet, isEmptyVarSet )
-import Util            ( equivClasses )
-import FiniteMap        ( FiniteMap, lookupWithDefaultFM )
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Kind checking}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-kcTyDecl :: RenamedTyClDecl -> TcM s ()
-
-kcTyDecl (TySynonym name tyvar_names rhs src_loc)
-  = tcLookupTy name                            `thenNF_Tc` \ (kind, _, _) ->
-    tcExtendTopTyVarScope kind tyvar_names     $ \ _ result_kind ->
-    tcHsTypeKind rhs                           `thenTc` \ (rhs_kind, _) ->
-    unifyKind result_kind rhs_kind
-
-kcTyDecl (TyData _ context tycon_name tyvar_names con_decls _ _ src_loc)
-  = tcLookupTy tycon_name                      `thenNF_Tc` \ (kind, _, _) ->
-    tcExtendTopTyVarScope kind tyvar_names     $ \ result_kind _ ->
-    tcContext context                          `thenTc_` 
-    mapTc kcConDecl con_decls                  `thenTc_`
-    returnTc ()
-
-kcConDecl (ConDecl _ ex_tvs ex_ctxt details loc)
-  = tcAddSrcLoc loc                    (
-    tcExtendTyVarScope ex_tvs          ( \ tyvars -> 
-    tcContext ex_ctxt                  `thenTc_`
-    kc_con details                     `thenTc_`
-    returnTc ()
-    ))
-  where
-    kc_con (VanillaCon btys)    = mapTc kc_bty btys            `thenTc_` returnTc ()
-    kc_con (InfixCon bty1 bty2) = mapTc kc_bty [bty1,bty2]     `thenTc_` returnTc ()
-    kc_con (NewCon ty _)        = tcHsType ty                  `thenTc_` returnTc ()
-    kc_con (RecCon flds)        = mapTc kc_field flds          `thenTc_` returnTc ()
-
-    kc_bty (Banged ty)   = tcHsType ty
-    kc_bty (Unbanged ty) = tcHsType ty
-    kc_bty (Unpacked ty) = tcHsType ty
-
-    kc_field (_, bty)    = kc_bty bty
+import PrelNames       ( unpackCStringName, unpackCStringUtf8Name )
+import ListSetOps      ( equivClasses )
 \end{code}
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Type checking}
@@ -106,131 +49,127 @@ kcConDecl (ConDecl _ ex_tvs ex_ctxt details loc)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcTyDecl :: RecFlag -> FiniteMap Name ArgVrcs -> RenamedTyClDecl -> TcM s TyCon
-
-tcTyDecl is_rec rec_vrcs (TySynonym tycon_name tyvar_names rhs src_loc)
-  = tcLookupTy tycon_name                              `thenNF_Tc` \ (tycon_kind, Just arity, _) ->
-    tcExtendTopTyVarScope tycon_kind tyvar_names       $ \ tyvars _ ->
-    tcHsTopTypeKind rhs                                        `thenTc` \ (_, rhs_ty) ->
+tcTyDecl1 :: RecFlag -> RecTcEnv -> RenamedTyClDecl -> TcM (Name, TyThingDetails)
+tcTyDecl1 is_rec unf_env (TySynonym {tcdName = tycon_name, tcdSynRhs = rhs})
+  = tcLookupTyCon tycon_name                   `thenNF_Tc` \ tycon ->
+    tcExtendTyVarEnv (tyConTyVars tycon)       $
+    tcHsRecType is_rec rhs                     `thenTc` \ rhs_ty ->
+       -- Note tcHsRecType not tcHsRecSigType; we allow type synonyms
+       -- that aren't types; e.g.  type List = []
+       --
+       -- If the RHS mentions tyvars that aren't in scope, we'll 
+       -- quantify over them:
+       --      e.g.    type T = a->a
+       -- will become  type T = forall a. a->a
+       --
+       -- With gla-exts that's right, but for H98 we should complain. 
+       -- We can now do that here without falling into
+       -- a black hole, we still do it in rnDecl (TySynonym case)
+
+    returnTc (tycon_name, SynTyDetails rhs_ty)
+
+tcTyDecl1 is_rec unf_env (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = context,
+                                 tcdName = tycon_name, tcdCons = con_decls})
+  = tcLookupTyCon tycon_name                   `thenNF_Tc` \ tycon ->
     let
-       -- Construct the tycon
-        argvrcs = lookupWithDefaultFM rec_vrcs (pprPanic "tcTyDecl: argvrcs:" $ ppr tycon_name)
-                                      tycon_name
-       tycon = mkSynTyCon tycon_name tycon_kind arity tyvars rhs_ty argvrcs
+       tyvars = tyConTyVars tycon
     in
-    returnTc tycon
-
-
-tcTyDecl is_rec rec_vrcs (TyData data_or_new context tycon_name tyvar_names con_decls derivings pragmas src_loc)
-  =    -- Lookup the pieces
-    tcLookupTy tycon_name                              `thenNF_Tc` \ (tycon_kind, _, ATyCon rec_tycon) ->
-    tcExtendTopTyVarScope tycon_kind tyvar_names       $ \ tyvars _ ->
+    tcExtendTyVarEnv tyvars                            $
 
        -- Typecheck the pieces
-    tcContext context                                  `thenTc` \ ctxt ->
-    mapTc (tcConDecl rec_tycon tyvars ctxt) con_decls  `thenTc` \ data_cons ->
-    tc_derivs derivings                                        `thenTc` \ derived_classes ->
+    tcRecTheta is_rec context                                          `thenTc` \ ctxt ->
+    mapTc (tcConDecl is_rec new_or_data tycon tyvars ctxt) con_decls   `thenTc` \ data_cons ->
+    tcRecordSelectors is_rec unf_env tycon data_cons                   `thenTc` \ sel_ids -> 
+    returnTc (tycon_name, DataTyDetails ctxt data_cons sel_ids)
+\end{code}
 
-    let
-       -- Construct the tycon
-       real_data_or_new = case data_or_new of
-                               NewType -> NewType
-                               DataType | all isNullaryDataCon data_cons -> EnumType
-                                        | otherwise                      -> DataType
-
-        argvrcs = lookupWithDefaultFM rec_vrcs (pprPanic "tcTyDecl: argvrcs:" $ ppr tycon_name)
-                                      tycon_name
-
-       tycon = mkAlgTyCon tycon_name tycon_kind tyvars ctxt argvrcs
-                          data_cons
-                          derived_classes
-                          Nothing              -- Not a dictionary
-                          real_data_or_new is_rec
-    in
-    returnTc tycon
-  where
-       tc_derivs Nothing   = returnTc []
-       tc_derivs (Just ds) = mapTc tc_deriv ds
+\begin{code}
+mkNewTyConRep :: TyCon -> Type
+-- Find the representation type for this newtype TyCon
+-- The trick is to to deal correctly with recursive newtypes
+-- such as     newtype T = MkT T
 
-       tc_deriv name = tcLookupTy name `thenTc` \ (_, _, AClass clas) ->
-                       returnTc clas
+mkNewTyConRep tc
+  = mkForAllTys tvs (loop [] (mkTyConApp tc (mkTyVarTys tvs)))
+  where
+    tvs = tyConTyVars tc
+    loop tcs ty = case splitAlgTyConApp_maybe ty of {
+                       Nothing -> ty ;
+                       Just (tc, tys, data_cons) | not (isNewTyCon tc) -> ty
+                                                 | tc `elem` tcs       -> unitTy
+                                                 | otherwise           ->
+
+                 case splitFunTy (applyTys (dataConRepType (head data_cons)) tys) of
+                       (rep_ty, _) -> loop (tc:tcs) rep_ty
+                 }
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Type check constructors}
+\subsection{Kind and type check constructors}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcConDecl :: TyCon -> [TyVar] -> ThetaType -> RenamedConDecl -> TcM s DataCon
-
-tcConDecl tycon tyvars ctxt (ConDecl name ex_tvs ex_ctxt details src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc                        $
-    tcExtendTyVarScope ex_tvs          $ \ ex_tyvars -> 
-    tcContext ex_ctxt                  `thenTc` \ ex_theta ->
-    tc_con_decl_help tycon tyvars ctxt name ex_tyvars ex_theta details
-
-tc_con_decl_help tycon tyvars ctxt name ex_tyvars ex_theta details
-  = case details of
-       VanillaCon btys    -> tc_datacon btys
-       InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon [bty1,bty2]
-       NewCon ty mb_f     -> tc_newcon ty mb_f
-       RecCon fields      -> tc_rec_con fields
+kcConDetails :: NewOrData -> RenamedContext -> ConDetails Name -> TcM ()
+kcConDetails new_or_data ex_ctxt details
+  = kcHsContext ex_ctxt                `thenTc_`
+    mapTc_ kc_sig_type (conDetailsTys details)
+  where
+    kc_sig_type = case new_or_data of
+                   DataType -> kcHsSigType
+                   NewType  -> kcHsLiftedSigType
+           -- Can't allow an unlifted type here, because we're effectively
+           -- going to remove the constructor while coercing it to a lifted type.
+
+
+tcConDecl :: RecFlag -> NewOrData -> TyCon -> [TyVar] -> ThetaType -> RenamedConDecl -> TcM DataCon
+
+tcConDecl is_rec new_or_data tycon tyvars ctxt (ConDecl name wkr_name ex_tvs ex_ctxt details src_loc)
+  = tcAddSrcLoc src_loc                                                        $
+    tcHsTyVars ex_tvs (kcConDetails new_or_data ex_ctxt details)       $ \ ex_tyvars ->
+    tcRecTheta is_rec ex_ctxt                                          `thenTc` \ ex_theta ->
+    case details of
+       VanillaCon btys    -> tc_datacon ex_tyvars ex_theta btys
+       InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon ex_tyvars ex_theta [bty1,bty2]
+       RecCon fields      -> tc_rec_con ex_tyvars ex_theta fields
   where
-    tc_datacon btys
+    tc_datacon ex_tyvars ex_theta btys
       = let
-           arg_stricts = map get_strictness btys
-           tys         = map get_pty btys
+           arg_stricts = map getBangStrictness btys
+           tys         = map getBangType btys
         in
-       mapTc tcHsTopType tys `thenTc` \ arg_tys ->
-       mk_data_con arg_stricts arg_tys []
+       mapTc (tcHsRecType is_rec) tys          `thenTc` \ arg_tys ->
+       mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts arg_tys []
 
-    tc_newcon ty mb_f
-      = tcHsTopBoxedType ty    `thenTc` \ arg_ty ->
-           -- can't allow an unboxed type here, because we're effectively
-           -- going to remove the constructor while coercing it to a boxed type.
+    tc_rec_con ex_tyvars ex_theta fields
+      = checkTc (null ex_tyvars) (exRecConErr name)    `thenTc_`
+       mapTc tc_field (fields `zip` allFieldLabelTags) `thenTc` \ field_labels_s ->
        let
-         field_label =
-           case mb_f of
-             Nothing -> []
-             Just f  -> [mkFieldLabel (getName f) arg_ty (head allFieldLabelTags)]
-        in           
-       mk_data_con [notMarkedStrict] [arg_ty] field_label
-
-    tc_rec_con fields
-      = checkTc (null ex_tyvars) (exRecConErr name)        `thenTc_`
-       mapTc tc_field fields   `thenTc` \ field_label_infos_s ->
-       let
-           field_label_infos = concat field_label_infos_s
-           arg_stricts       = [strict | (_, _, strict) <- field_label_infos]
-           arg_tys           = [ty     | (_, ty, _)     <- field_label_infos]
-
-           field_labels      = [ mkFieldLabel (getName name) ty tag 
-                             | ((name, ty, _), tag) <- field_label_infos `zip` allFieldLabelTags ]
+           field_labels = concat field_labels_s
+           arg_stricts = [str | (ns, bty) <- fields, 
+                                let str = getBangStrictness bty, 
+                                n <- ns                -- One for each.  E.g   x,y,z :: !Int
+                         ]
        in
-       mk_data_con arg_stricts arg_tys field_labels
-
-    tc_field (field_label_names, bty)
-      = tcHsTopType (get_pty bty)      `thenTc` \ field_ty ->
-       returnTc [(name, field_ty, get_strictness bty) | name <- field_label_names]
-
-    mk_data_con arg_stricts arg_tys fields
-      =        -- Now we've checked all the field types we must
-               -- zonk the existential tyvars to finish the kind
-               -- inference on their kinds, and commit them to being
-               -- immutable type variables.  (The top-level tyvars are
-               -- already fixed, by the preceding kind-inference pass.)
-       mapNF_Tc zonkTcTyVarToTyVar ex_tyvars   `thenNF_Tc` \ ex_tyvars' ->
-       zonkTcThetaType ex_theta                `thenNF_Tc` \ ex_theta' ->
-       let
+       mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts 
+                   (map fieldLabelType field_labels) field_labels
+
+    tc_field ((field_label_names, bty), tag)
+      = tcHsRecType is_rec (getBangType bty)           `thenTc` \ field_ty ->
+       returnTc [mkFieldLabel (getName name) tycon field_ty tag | name <- field_label_names]
+
+    mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts arg_tys fields
+      = let
           data_con = mkDataCon name arg_stricts fields
                           tyvars (thinContext arg_tys ctxt)
-                          ex_tyvars' ex_theta'
+                          ex_tyvars ex_theta
                           arg_tys
-                          tycon data_con_id
-          data_con_id = mkDataConId data_con
+                          tycon data_con_id data_con_wrap_id
+
+          data_con_id      = mkDataConId wkr_name data_con
+          data_con_wrap_id = mkDataConWrapId data_con
        in
        returnNF_Tc data_con
 
@@ -240,109 +179,64 @@ thinContext arg_tys ctxt
   = filter in_arg_tys ctxt
   where
       arg_tyvars = tyVarsOfTypes arg_tys
-      in_arg_tys (clas,tys) = not $ isEmptyVarSet $ 
-                             tyVarsOfTypes tys `intersectVarSet` arg_tyvars
-  
-get_strictness (Banged   _) = markedStrict
-get_strictness (Unbanged _) = notMarkedStrict
-get_strictness (Unpacked _) = markedUnboxed
-
-get_pty (Banged ty)   = ty
-get_pty (Unbanged ty) = ty
-get_pty (Unpacked ty) = ty
+      in_arg_tys pred = not $ isEmptyVarSet $ 
+                       tyVarsOfPred pred `intersectVarSet` arg_tyvars
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Generating constructor/selector bindings for data declarations}
+\subsection{Record selectors}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-mkDataBinds :: [TyCon] -> TcM s ([Id], TcMonoBinds)
-mkDataBinds [] = returnTc ([], EmptyMonoBinds)
-mkDataBinds (tycon : tycons) 
-  | isSynTyCon tycon = mkDataBinds tycons
-  | otherwise       = mkDataBinds_one tycon    `thenTc` \ (ids1, b1) ->
-                      mkDataBinds tycons       `thenTc` \ (ids2, b2) ->
-                      returnTc (ids1++ids2, b1 `AndMonoBinds` b2)
-
-mkDataBinds_one tycon
-  = mapTc (mkRecordSelector tycon) groups      `thenTc` \ sel_ids ->
-    let
-       data_ids = map dataConId data_cons ++ sel_ids
-
-       -- For the locally-defined things
-       -- we need to turn the unfoldings inside the Ids into bindings,
-       binds | isLocallyDefined tycon
-             = [ CoreMonoBind data_id (getUnfoldingTemplate (getIdUnfolding data_id))
-               | data_id <- data_ids, isLocallyDefined data_id
-               ]
-             | otherwise
-             = []
-    in 
-    returnTc (data_ids, andMonoBindList binds)
+tcRecordSelectors is_rec unf_env tycon data_cons
+       -- Omit the check that the fields have consistent types if 
+       -- the group is recursive; TcTyClsDecls.tcGroup will repeat 
+       -- with NonRecursive once we have tied the knot
+  | isRec is_rec = returnTc sel_ids
+  | otherwise   = mapTc check groups   `thenTc_` 
+                  returnTc sel_ids
   where
-    data_cons = tyConDataCons tycon
-    fields = [ (con, field) | con   <- data_cons,
-                             field <- dataConFieldLabels con
-            ]
+    fields = [ field | con   <- data_cons
+                    , field <- dataConFieldLabels con ]
 
        -- groups is list of fields that share a common name
-    groups = equivClasses cmp_name fields
-    cmp_name (_, field1) (_, field2) 
-       = fieldLabelName field1 `compare` fieldLabelName field2
+    groups                = equivClasses cmp_name fields
+    cmp_name field1 field2 = fieldLabelName field1 `compare` fieldLabelName field2
+
+    sel_ids = [ mkRecordSelId tycon field unpack_id unpackUtf8_id
+             | (field : _) <- groups ]
+
+    check fields@(first_field_label : other_fields)
+       -- These fields all have the same name, but are from
+       -- different constructors in the data type
+       =       -- Check that all the fields in the group have the same type
+               -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
+               -- data type use the same type variables
+         checkTc (all (== field_ty) other_tys) (fieldTypeMisMatch field_name)
+       where
+           field_ty   = fieldLabelType first_field_label
+           field_name = fieldLabelName first_field_label
+           other_tys  = map fieldLabelType other_fields
+
+    unpack_id     = tcLookupRecId unf_env unpackCStringName
+    unpackUtf8_id = tcLookupRecId unf_env unpackCStringUtf8Name
 \end{code}
 
-\begin{code}
-mkRecordSelector tycon fields@((first_con, first_field_label) : other_fields)
-               -- These fields all have the same name, but are from
-               -- different constructors in the data type
-       -- Check that all the fields in the group have the same type
-       -- This check assumes that all the constructors of a given
-       -- data type use the same type variables
-  = (if null other_fields then (\x->x) else
-       let lbls = [fieldLabelName f | (_,f) <- fields]
-           uniqs = [nameUnique l | l <- lbls]
 
-       in
-        pprTrace "mkRecordSelector" (vcat [ppr fields,
-                                       ppr lbls,
-                                       ppr uniqs,
-                                       hsep [text (show (field_name `compare` fieldLabelName f)) | (_,f) <- fields]
-                                       ]))
-                                 
-    checkTc (all (== field_ty) other_tys)
-           (fieldTypeMisMatch field_name)      `thenTc_`
-    returnTc selector_id
-  where
-    field_ty   = fieldLabelType first_field_label
-    field_name = fieldLabelName first_field_label
-    other_tys  = [fieldLabelType fl | (_, fl) <- other_fields]
-    (tyvars, _, _, _, _, _) = dataConSig first_con
-    data_ty  = mkTyConApp tycon (mkTyVarTys tyvars)
-    -- tyvars of first_con may be free in field_ty
-    -- Now build the selector
-
-    selector_ty :: Type
-    selector_ty  = mkForAllTys tyvars $        
-                  mkFunTy data_ty $
-                  field_ty
-      
-    selector_id :: Id
-    selector_id 
-      | isNewTyCon tycon    = mkNewTySelId  first_field_label selector_ty
-      | otherwise          = mkRecordSelId first_field_label selector_ty
-\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Errors and contexts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 
-Errors and contexts
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
 fieldTypeMisMatch field_name
-  = sep [ptext SLIT("Declared types differ for field"), quotes (ppr field_name)]
+  = sep [ptext SLIT("Different constructors give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
 
 exRecConErr name
   = ptext SLIT("Can't combine named fields with locally-quantified type variables")