Take vectorisation declarations into account during the initial occurrence analysis...
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcBinds.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
4 %
5 \section[TcBinds]{TcBinds}
6
7 \begin{code}
8 module TcBinds ( tcLocalBinds, tcTopBinds, 
9                  tcHsBootSigs, tcPolyBinds,
10                  PragFun, tcSpecPrags, tcVectDecls, mkPragFun, 
11                  TcSigInfo(..), SigFun, mkSigFun,
12                  badBootDeclErr ) where
13
14 import {-# SOURCE #-} TcMatches ( tcGRHSsPat, tcMatchesFun )
15 import {-# SOURCE #-} TcExpr  ( tcMonoExpr )
16
17 import DynFlags
18 import HsSyn
19
20 import TcRnMonad
21 import TcEnv
22 import TcUnify
23 import TcSimplify
24 import TcHsType
25 import TcPat
26 import TcMType
27 import TcType
28 import Coercion
29 import TysPrim
30 import Id
31 import Var
32 import Name
33 import NameSet
34 import NameEnv
35 import SrcLoc
36 import Bag
37 import ListSetOps
38 import ErrUtils
39 import Digraph
40 import Maybes
41 import Util
42 import BasicTypes
43 import Outputable
44 import FastString
45
46 import Control.Monad
47
48 #include "HsVersions.h"
49 \end{code}
50
51
52 %************************************************************************
53 %*                                                                      *
54 \subsection{Type-checking bindings}
55 %*                                                                      *
56 %************************************************************************
57
58 @tcBindsAndThen@ typechecks a @HsBinds@.  The "and then" part is because
59 it needs to know something about the {\em usage} of the things bound,
60 so that it can create specialisations of them.  So @tcBindsAndThen@
61 takes a function which, given an extended environment, E, typechecks
62 the scope of the bindings returning a typechecked thing and (most
63 important) an LIE.  It is this LIE which is then used as the basis for
64 specialising the things bound.
65
66 @tcBindsAndThen@ also takes a "combiner" which glues together the
67 bindings and the "thing" to make a new "thing".
68
69 The real work is done by @tcBindWithSigsAndThen@.
70
71 Recursive and non-recursive binds are handled in essentially the same
72 way: because of uniques there are no scoping issues left.  The only
73 difference is that non-recursive bindings can bind primitive values.
74
75 Even for non-recursive binding groups we add typings for each binder
76 to the LVE for the following reason.  When each individual binding is
77 checked the type of its LHS is unified with that of its RHS; and
78 type-checking the LHS of course requires that the binder is in scope.
79
80 At the top-level the LIE is sure to contain nothing but constant
81 dictionaries, which we resolve at the module level.
82
83 \begin{code}
84 tcTopBinds :: HsValBinds Name 
85            -> TcM ( LHsBinds TcId       -- Typechecked bindings
86                   , [LTcSpecPrag]       -- SPECIALISE prags for imported Ids
87                   , TcLclEnv)           -- Augmented environment
88
89         -- Note: returning the TcLclEnv is more than we really
90         --       want.  The bit we care about is the local bindings
91         --       and the free type variables thereof
92 tcTopBinds binds
93   = do  { (ValBindsOut prs sigs, env) <- tcValBinds TopLevel binds getLclEnv
94         ; let binds = foldr (unionBags . snd) emptyBag prs
95         ; specs <- tcImpPrags sigs
96         ; return (binds, specs, env) }
97         -- The top level bindings are flattened into a giant 
98         -- implicitly-mutually-recursive LHsBinds
99
100 tcHsBootSigs :: HsValBinds Name -> TcM [Id]
101 -- A hs-boot file has only one BindGroup, and it only has type
102 -- signatures in it.  The renamer checked all this
103 tcHsBootSigs (ValBindsOut binds sigs)
104   = do  { checkTc (null binds) badBootDeclErr
105         ; mapM (addLocM tc_boot_sig) (filter isTypeLSig sigs) }
106   where
107     tc_boot_sig (TypeSig (L _ name) ty)
108       = do { sigma_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt name) ty
109            ; return (mkVanillaGlobal name sigma_ty) }
110         -- Notice that we make GlobalIds, not LocalIds
111     tc_boot_sig s = pprPanic "tcHsBootSigs/tc_boot_sig" (ppr s)
112 tcHsBootSigs groups = pprPanic "tcHsBootSigs" (ppr groups)
113
114 badBootDeclErr :: Message
115 badBootDeclErr = ptext (sLit "Illegal declarations in an hs-boot file")
116
117 ------------------------
118 tcLocalBinds :: HsLocalBinds Name -> TcM thing
119              -> TcM (HsLocalBinds TcId, thing)
120
121 tcLocalBinds EmptyLocalBinds thing_inside 
122   = do  { thing <- thing_inside
123         ; return (EmptyLocalBinds, thing) }
124
125 tcLocalBinds (HsValBinds binds) thing_inside
126   = do  { (binds', thing) <- tcValBinds NotTopLevel binds thing_inside
127         ; return (HsValBinds binds', thing) }
128
129 tcLocalBinds (HsIPBinds (IPBinds ip_binds _)) thing_inside
130   = do  { (given_ips, ip_binds') <- mapAndUnzipM (wrapLocSndM tc_ip_bind) ip_binds
131
132         -- If the binding binds ?x = E, we  must now 
133         -- discharge any ?x constraints in expr_lie
134         -- See Note [Implicit parameter untouchables]
135         ; (ev_binds, result) <- checkConstraints (IPSkol ips) 
136                                   [] given_ips thing_inside
137
138         ; return (HsIPBinds (IPBinds ip_binds' ev_binds), result) }
139   where
140     ips = [ip | L _ (IPBind ip _) <- ip_binds]
141
142         -- I wonder if we should do these one at at time
143         -- Consider     ?x = 4
144         --              ?y = ?x + 1
145     tc_ip_bind (IPBind ip expr) 
146        = do { ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind
147             ; ip_id <- newIP ip ty
148             ; expr' <- tcMonoExpr expr ty
149             ; return (ip_id, (IPBind (IPName ip_id) expr')) }
150 \end{code}
151
152 Note [Implicit parameter untouchables]
153 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
154 We add the type variables in the types of the implicit parameters
155 as untouchables, not so much because we really must not unify them,
156 but rather because we otherwise end up with constraints like this
157     Num alpha, Implic { wanted = alpha ~ Int }
158 The constraint solver solves alpha~Int by unification, but then
159 doesn't float that solved constraint out (it's not an unsolved 
160 wanted.  Result disaster: the (Num alpha) is again solved, this
161 time by defaulting.  No no no.
162
163 However [Oct 10] this is all handled automatically by the 
164 untouchable-range idea.
165
166 \begin{code}
167 tcValBinds :: TopLevelFlag 
168            -> HsValBinds Name -> TcM thing
169            -> TcM (HsValBinds TcId, thing) 
170
171 tcValBinds _ (ValBindsIn binds _) _
172   = pprPanic "tcValBinds" (ppr binds)
173
174 tcValBinds top_lvl (ValBindsOut binds sigs) thing_inside
175   = do  {       -- Typecheck the signature
176         ; let { prag_fn = mkPragFun sigs (foldr (unionBags . snd) emptyBag binds)
177               ; ty_sigs = filter isTypeLSig sigs
178               ; sig_fn  = mkSigFun ty_sigs }
179
180         ; poly_ids <- checkNoErrs (mapAndRecoverM tcTySig ty_sigs)
181                 -- No recovery from bad signatures, because the type sigs
182                 -- may bind type variables, so proceeding without them
183                 -- can lead to a cascade of errors
184                 -- ToDo: this means we fall over immediately if any type sig
185                 -- is wrong, which is over-conservative, see Trac bug #745
186
187                 -- Extend the envt right away with all 
188                 -- the Ids declared with type signatures
189         ; (binds', thing) <- tcExtendIdEnv poly_ids $
190                              tcBindGroups top_lvl sig_fn prag_fn 
191                                           binds thing_inside
192
193         ; return (ValBindsOut binds' sigs, thing) }
194
195 ------------------------
196 tcBindGroups :: TopLevelFlag -> SigFun -> PragFun
197              -> [(RecFlag, LHsBinds Name)] -> TcM thing
198              -> TcM ([(RecFlag, LHsBinds TcId)], thing)
199 -- Typecheck a whole lot of value bindings,
200 -- one strongly-connected component at a time
201 -- Here a "strongly connected component" has the strightforward
202 -- meaning of a group of bindings that mention each other, 
203 -- ignoring type signatures (that part comes later)
204
205 tcBindGroups _ _ _ [] thing_inside
206   = do  { thing <- thing_inside
207         ; return ([], thing) }
208
209 tcBindGroups top_lvl sig_fn prag_fn (group : groups) thing_inside
210   = do  { (group', (groups', thing))
211                 <- tc_group top_lvl sig_fn prag_fn group $ 
212                    tcBindGroups top_lvl sig_fn prag_fn groups thing_inside
213         ; return (group' ++ groups', thing) }
214
215 ------------------------
216 tc_group :: forall thing. 
217             TopLevelFlag -> SigFun -> PragFun
218          -> (RecFlag, LHsBinds Name) -> TcM thing
219          -> TcM ([(RecFlag, LHsBinds TcId)], thing)
220
221 -- Typecheck one strongly-connected component of the original program.
222 -- We get a list of groups back, because there may 
223 -- be specialisations etc as well
224
225 tc_group top_lvl sig_fn prag_fn (NonRecursive, binds) thing_inside
226         -- A single non-recursive binding
227         -- We want to keep non-recursive things non-recursive
228         -- so that we desugar unlifted bindings correctly
229  =  do { (binds1, ids) <- tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn NonRecursive NonRecursive
230                                       (bagToList binds)
231        ; thing <- tcExtendIdEnv ids thing_inside
232        ; return ( [(NonRecursive, binds1)], thing) }
233
234 tc_group top_lvl sig_fn prag_fn (Recursive, binds) thing_inside
235   =     -- To maximise polymorphism (assumes -XRelaxedPolyRec), we do a new 
236         -- strongly-connected-component analysis, this time omitting 
237         -- any references to variables with type signatures.
238     do  { traceTc "tc_group rec" (pprLHsBinds binds)
239         ; (binds1, _ids, thing) <- go sccs
240              -- Here is where we should do bindInstsOfLocalFuns
241              -- if we start having Methods again
242         ; return ([(Recursive, binds1)], thing) }
243                 -- Rec them all together
244   where
245     sccs :: [SCC (LHsBind Name)]
246     sccs = stronglyConnCompFromEdgedVertices (mkEdges sig_fn binds)
247
248     go :: [SCC (LHsBind Name)] -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId], thing)
249     go (scc:sccs) = do  { (binds1, ids1)        <- tc_scc scc
250                         ; (binds2, ids2, thing) <- tcExtendIdEnv ids1 $ go sccs
251                         ; return (binds1 `unionBags` binds2, ids1 ++ ids2, thing) }
252     go []         = do  { thing <- thing_inside; return (emptyBag, [], thing) }
253
254     tc_scc (AcyclicSCC bind) = tc_sub_group NonRecursive [bind]
255     tc_scc (CyclicSCC binds) = tc_sub_group Recursive    binds
256
257     tc_sub_group = tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn Recursive
258
259
260 ------------------------
261 {-
262 bindLocalInsts :: TopLevelFlag
263                -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId],    a)
264                -> TcM (LHsBinds TcId, TcEvBinds, a)
265 bindLocalInsts top_lvl thing_inside
266   | isTopLevel top_lvl
267   = do { (binds, _, thing) <- thing_inside; return (binds, emptyBag, thing) }
268         -- For the top level don't bother with all this bindInstsOfLocalFuns stuff. 
269         -- All the top level things are rec'd together anyway, so it's fine to
270         -- leave them to the tcSimplifyTop, and quite a bit faster too
271
272   | otherwise   -- Nested case
273   = do  { ((binds, ids, thing), lie) <- captureConstraints thing_inside
274         ; lie_binds <- bindLocalMethods lie ids
275         ; return (binds, lie_binds, thing) }
276 -}
277
278 ------------------------
279 mkEdges :: SigFun -> LHsBinds Name
280         -> [(LHsBind Name, BKey, [BKey])]
281
282 type BKey  = Int -- Just number off the bindings
283
284 mkEdges sig_fn binds
285   = [ (bind, key, [key | n <- nameSetToList (bind_fvs (unLoc bind)),
286                          Just key <- [lookupNameEnv key_map n], no_sig n ])
287     | (bind, key) <- keyd_binds
288     ]
289   where
290     no_sig :: Name -> Bool
291     no_sig n = isNothing (sig_fn n)
292
293     keyd_binds = bagToList binds `zip` [0::BKey ..]
294
295     key_map :: NameEnv BKey     -- Which binding it comes from
296     key_map = mkNameEnv [(bndr, key) | (L _ bind, key) <- keyd_binds
297                                      , bndr <- bindersOfHsBind bind ]
298
299 bindersOfHsBind :: HsBind Name -> [Name]
300 bindersOfHsBind (PatBind { pat_lhs = pat })  = collectPatBinders pat
301 bindersOfHsBind (FunBind { fun_id = L _ f }) = [f]
302 bindersOfHsBind (AbsBinds {})                = panic "bindersOfHsBind AbsBinds"
303 bindersOfHsBind (VarBind {})                 = panic "bindersOfHsBind VarBind"
304
305 ------------------------
306 tcPolyBinds :: TopLevelFlag -> SigFun -> PragFun
307             -> RecFlag       -- Whether the group is really recursive
308             -> RecFlag       -- Whether it's recursive after breaking
309                              -- dependencies based on type signatures
310             -> [LHsBind Name]
311             -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId])
312
313 -- Typechecks a single bunch of bindings all together, 
314 -- and generalises them.  The bunch may be only part of a recursive
315 -- group, because we use type signatures to maximise polymorphism
316 --
317 -- Returns a list because the input may be a single non-recursive binding,
318 -- in which case the dependency order of the resulting bindings is
319 -- important.  
320 -- 
321 -- Knows nothing about the scope of the bindings
322
323 tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn rec_group rec_tc bind_list
324   = setSrcSpan loc                              $
325     recoverM (recoveryCode binder_names sig_fn) $ do 
326         -- Set up main recover; take advantage of any type sigs
327
328     { traceTc "------------------------------------------------" empty
329     ; traceTc "Bindings for" (ppr binder_names)
330
331     -- Instantiate the polytypes of any binders that have signatures
332     -- (as determined by sig_fn), returning a TcSigInfo for each
333     ; tc_sig_fn <- tcInstSigs sig_fn binder_names
334
335     ; dflags <- getDOpts
336     ; let plan = decideGeneralisationPlan dflags top_lvl binder_names bind_list tc_sig_fn
337     ; traceTc "Generalisation plan" (ppr plan)
338     ; (binds, poly_ids) <- case plan of
339          NoGen         -> tcPolyNoGen tc_sig_fn prag_fn rec_tc bind_list
340          InferGen mono -> tcPolyInfer top_lvl mono tc_sig_fn prag_fn rec_tc bind_list
341          CheckGen sig  -> tcPolyCheck sig prag_fn rec_tc bind_list
342
343         -- Check whether strict bindings are ok
344         -- These must be non-recursive etc, and are not generalised
345         -- They desugar to a case expression in the end
346     ; checkStrictBinds top_lvl rec_group bind_list poly_ids
347
348     ; return (binds, poly_ids) }
349   where
350     binder_names = collectHsBindListBinders bind_list
351     loc = foldr1 combineSrcSpans (map getLoc bind_list)
352          -- The mbinds have been dependency analysed and 
353          -- may no longer be adjacent; so find the narrowest
354          -- span that includes them all
355
356 ------------------
357 tcPolyNoGen 
358   :: TcSigFun -> PragFun
359   -> RecFlag       -- Whether it's recursive after breaking
360                    -- dependencies based on type signatures
361   -> [LHsBind Name]
362   -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId])
363 -- No generalisation whatsoever
364
365 tcPolyNoGen tc_sig_fn prag_fn rec_tc bind_list
366   = do { (binds', mono_infos) <- tcMonoBinds tc_sig_fn (LetGblBndr prag_fn) 
367                                              rec_tc bind_list
368        ; mono_ids' <- mapM tc_mono_info mono_infos
369        ; return (binds', mono_ids') }
370   where
371     tc_mono_info (name, _, mono_id)
372       = do { mono_ty' <- zonkTcTypeCarefully (idType mono_id)
373              -- Zonk, mainly to expose unboxed types to checkStrictBinds
374            ; let mono_id' = setIdType mono_id mono_ty'
375            ; _specs <- tcSpecPrags mono_id' (prag_fn name)
376            ; return mono_id' }
377            -- NB: tcPrags generates error messages for
378            --     specialisation pragmas for non-overloaded sigs
379            -- Indeed that is why we call it here!
380            -- So we can safely ignore _specs
381
382 ------------------
383 tcPolyCheck :: TcSigInfo -> PragFun
384             -> RecFlag       -- Whether it's recursive after breaking
385                              -- dependencies based on type signatures
386             -> [LHsBind Name]
387             -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId])
388 -- There is just one binding, 
389 --   it binds a single variable,
390 --   it has a signature,
391 tcPolyCheck sig@(TcSigInfo { sig_id = id, sig_tvs = tvs, sig_scoped = scoped
392                            , sig_theta = theta, sig_tau = tau })
393     prag_fn rec_tc bind_list
394   = do { ev_vars <- newEvVars theta
395        ; let skol_info = SigSkol (FunSigCtxt (idName id)) (mkPhiTy theta tau)
396        ; (ev_binds, (binds', [mono_info])) 
397             <- checkConstraints skol_info tvs ev_vars $
398                tcExtendTyVarEnv2 (scoped `zip` mkTyVarTys tvs)    $
399                tcMonoBinds (\_ -> Just sig) LetLclBndr rec_tc bind_list
400
401        ; export <- mkExport prag_fn tvs theta mono_info
402
403        ; loc <- getSrcSpanM
404        ; let (_, poly_id, _, _) = export
405              abs_bind = L loc $ AbsBinds 
406                         { abs_tvs = tvs
407                         , abs_ev_vars = ev_vars, abs_ev_binds = ev_binds
408                         , abs_exports = [export], abs_binds = binds' }
409        ; return (unitBag abs_bind, [poly_id]) }
410
411 ------------------
412 tcPolyInfer 
413   :: TopLevelFlag 
414   -> Bool         -- True <=> apply the monomorphism restriction
415   -> TcSigFun -> PragFun
416   -> RecFlag       -- Whether it's recursive after breaking
417                    -- dependencies based on type signatures
418   -> [LHsBind Name]
419   -> TcM (LHsBinds TcId, [TcId])
420 tcPolyInfer top_lvl mono tc_sig_fn prag_fn rec_tc bind_list
421   = do { ((binds', mono_infos), wanted) 
422              <- captureConstraints $
423                 tcMonoBinds tc_sig_fn LetLclBndr rec_tc bind_list
424
425        ; unifyCtxts [sig | (_, Just sig, _) <- mono_infos] 
426
427        ; let name_taus = [(name, idType mono_id) | (name, _, mono_id) <- mono_infos]
428        ; (qtvs, givens, ev_binds) <- simplifyInfer top_lvl mono name_taus wanted
429
430        ; exports <- mapM (mkExport prag_fn qtvs (map evVarPred givens))
431                     mono_infos
432
433        ; let poly_ids = [poly_id | (_, poly_id, _, _) <- exports]
434        ; traceTc "Binding:" (ppr (poly_ids `zip` map idType poly_ids))
435
436        ; loc <- getSrcSpanM
437        ; let abs_bind = L loc $ AbsBinds { abs_tvs = qtvs
438                                          , abs_ev_vars = givens, abs_ev_binds = ev_binds
439                                          , abs_exports = exports, abs_binds = binds' }
440
441        ; return (unitBag abs_bind, poly_ids)   -- poly_ids are guaranteed zonked by mkExport
442   }
443
444
445 --------------
446 mkExport :: PragFun -> [TyVar] -> TcThetaType
447          -> MonoBindInfo
448          -> TcM ([TyVar], Id, Id, TcSpecPrags)
449 -- mkExport generates exports with 
450 --      zonked type variables, 
451 --      zonked poly_ids
452 -- The former is just because no further unifications will change
453 -- the quantified type variables, so we can fix their final form
454 -- right now.
455 -- The latter is needed because the poly_ids are used to extend the
456 -- type environment; see the invariant on TcEnv.tcExtendIdEnv 
457
458 -- Pre-condition: the inferred_tvs are already zonked
459
460 mkExport prag_fn inferred_tvs theta
461          (poly_name, mb_sig, mono_id)
462   = do  { (tvs, poly_id) <- mk_poly_id mb_sig
463                 -- poly_id has a zonked type
464
465         ; poly_id' <- addInlinePrags poly_id prag_sigs
466
467         ; spec_prags <- tcSpecPrags poly_id prag_sigs
468                 -- tcPrags requires a zonked poly_id
469
470         ; return (tvs, poly_id', mono_id, SpecPrags spec_prags) }
471   where
472     prag_sigs = prag_fn poly_name
473     poly_ty = mkSigmaTy inferred_tvs theta (idType mono_id)
474
475     mk_poly_id Nothing    = do { poly_ty' <- zonkTcTypeCarefully poly_ty
476                                ; return (inferred_tvs, mkLocalId poly_name poly_ty') }
477     mk_poly_id (Just sig) = do { tvs <- mapM zonk_tv (sig_tvs sig)
478                                ; return (tvs,  sig_id sig) }
479
480     zonk_tv tv = do { ty <- zonkTcTyVar tv; return (tcGetTyVar "mkExport" ty) }
481
482 ------------------------
483 type PragFun = Name -> [LSig Name]
484
485 mkPragFun :: [LSig Name] -> LHsBinds Name -> PragFun
486 mkPragFun sigs binds = \n -> lookupNameEnv prag_env n `orElse` []
487   where
488     prs = mapCatMaybes get_sig sigs
489
490     get_sig :: LSig Name -> Maybe (Located Name, LSig Name)
491     get_sig (L l (SpecSig nm ty inl)) = Just (nm, L l $ SpecSig  nm ty (add_arity nm inl))
492     get_sig (L l (InlineSig nm inl))  = Just (nm, L l $ InlineSig nm   (add_arity nm inl))
493     get_sig _                         = Nothing
494
495     add_arity (L _ n) inl_prag   -- Adjust inl_sat field to match visible arity of function
496       | Just ar <- lookupNameEnv ar_env n,
497         Inline <- inl_inline inl_prag     = inl_prag { inl_sat = Just ar }
498         -- add arity only for real INLINE pragmas, not INLINABLE
499       | otherwise                         = inl_prag
500
501     prag_env :: NameEnv [LSig Name]
502     prag_env = foldl add emptyNameEnv prs
503     add env (L _ n,p) = extendNameEnv_Acc (:) singleton env n p
504
505     -- ar_env maps a local to the arity of its definition
506     ar_env :: NameEnv Arity
507     ar_env = foldrBag lhsBindArity emptyNameEnv binds
508
509 lhsBindArity :: LHsBind Name -> NameEnv Arity -> NameEnv Arity
510 lhsBindArity (L _ (FunBind { fun_id = id, fun_matches = ms })) env
511   = extendNameEnv env (unLoc id) (matchGroupArity ms)
512 lhsBindArity _ env = env        -- PatBind/VarBind
513
514 ------------------
515 tcSpecPrags :: Id -> [LSig Name]
516             -> TcM [LTcSpecPrag]
517 -- Add INLINE and SPECIALSE pragmas
518 --    INLINE prags are added to the (polymorphic) Id directly
519 --    SPECIALISE prags are passed to the desugarer via TcSpecPrags
520 -- Pre-condition: the poly_id is zonked
521 -- Reason: required by tcSubExp
522 tcSpecPrags poly_id prag_sigs
523   = do { unless (null bad_sigs) warn_discarded_sigs
524        ; mapAndRecoverM (wrapLocM (tcSpec poly_id)) spec_sigs }
525   where
526     spec_sigs = filter isSpecLSig prag_sigs
527     bad_sigs  = filter is_bad_sig prag_sigs
528     is_bad_sig s = not (isSpecLSig s || isInlineLSig s)
529
530     warn_discarded_sigs = warnPrags poly_id bad_sigs $
531                           ptext (sLit "Discarding unexpected pragmas for")
532
533
534 --------------
535 tcSpec :: TcId -> Sig Name -> TcM TcSpecPrag
536 tcSpec poly_id prag@(SpecSig _ hs_ty inl) 
537   -- The Name in the SpecSig may not be the same as that of the poly_id
538   -- Example: SPECIALISE for a class method: the Name in the SpecSig is
539   --          for the selector Id, but the poly_id is something like $cop
540   = addErrCtxt (spec_ctxt prag) $
541     do  { spec_ty <- tcHsSigType sig_ctxt hs_ty
542         ; warnIf (not (isOverloadedTy poly_ty || isInlinePragma inl))
543                  (ptext (sLit "SPECIALISE pragma for non-overloaded function") <+> quotes (ppr poly_id))
544                   -- Note [SPECIALISE pragmas]
545         ; wrap <- tcSubType origin sig_ctxt (idType poly_id) spec_ty
546         ; return (SpecPrag poly_id wrap inl) }
547   where
548     name      = idName poly_id
549     poly_ty   = idType poly_id
550     origin    = SpecPragOrigin name
551     sig_ctxt  = FunSigCtxt name
552     spec_ctxt prag = hang (ptext (sLit "In the SPECIALISE pragma")) 2 (ppr prag)
553
554 tcSpec _ prag = pprPanic "tcSpec" (ppr prag)
555
556 --------------
557 tcImpPrags :: [LSig Name] -> TcM [LTcSpecPrag]
558 tcImpPrags prags
559   = do { this_mod <- getModule
560        ; mapAndRecoverM (wrapLocM tcImpSpec) 
561          [L loc (name,prag) | (L loc prag@(SpecSig (L _ name) _ _)) <- prags
562                             , not (nameIsLocalOrFrom this_mod name) ] }
563
564 tcImpSpec :: (Name, Sig Name) -> TcM TcSpecPrag
565 tcImpSpec (name, prag)
566  = do { id <- tcLookupId name
567       ; checkTc (isAnyInlinePragma (idInlinePragma id))
568                 (impSpecErr name)
569       ; tcSpec id prag }
570
571 impSpecErr :: Name -> SDoc
572 impSpecErr name
573   = hang (ptext (sLit "You cannot SPECIALISE") <+> quotes (ppr name))
574        2 (vcat [ ptext (sLit "because its definition has no INLINE/INLINABLE pragma")
575                , ptext (sLit "(or you compiled its defining module without -O)")])
576
577 --------------
578 tcVectDecls :: [LVectDecl Name] -> TcM ([LVectDecl TcId])
579 tcVectDecls decls 
580   = do { decls' <- mapM (wrapLocM tcVect) decls
581        ; let ids  = [unLoc id | L _ (HsVect id _) <- decls']
582              dups = findDupsEq (==) ids
583        ; mapM_ reportVectDups dups
584        ; traceTcConstraints "End of tcVectDecls"
585        ; return decls'
586        }
587   where
588     reportVectDups (first:_second:_more) 
589       = addErrAt (getSrcSpan first) $
590           ptext (sLit "Duplicate vectorisation declarations for") <+> ppr first
591     reportVectDups _ = return ()
592
593 --------------
594 tcVect :: VectDecl Name -> TcM (VectDecl TcId)
595 -- We can't typecheck the expression of a vectorisation declaration against the vectorised type
596 -- of the original definition as this requires internals of the vectoriser not available during
597 -- type checking.  Instead, we infer the type of the expression and leave it to the vectoriser
598 -- to check the compatibility of the Core types.
599 tcVect (HsVect name Nothing)
600   = addErrCtxt (vectCtxt name) $
601     do { id <- wrapLocM tcLookupId name
602        ; return $ HsVect id Nothing
603        }
604 tcVect (HsVect name@(L loc _) (Just rhs))
605   = addErrCtxt (vectCtxt name) $
606     do { _id <- wrapLocM tcLookupId name     -- need to ensure that the name is already defined
607
608          -- turn the vectorisation declaration into a single non-recursive binding
609        ; let bind    = L loc $ mkFunBind name [mkSimpleMatch [] rhs] 
610              sigFun  = const Nothing
611              pragFun = mkPragFun [] (unitBag bind)
612
613          -- perform type inference (including generalisation)
614        ; (binds, [id']) <- tcPolyInfer TopLevel False sigFun pragFun NonRecursive [bind]
615
616        ; traceTc "tcVect inferred type" $ ppr (varType id')
617        ; traceTc "tcVect bindings"      $ ppr binds
618        
619          -- add all bindings, including the type variable and dictionary bindings produced by type
620          -- generalisation to the right-hand side of the vectorisation declaration
621        ; let [AbsBinds tvs evs _ evBinds actualBinds] = (map unLoc . bagToList) binds
622        ; let [bind']                                  = bagToList actualBinds
623              MatchGroup 
624                [L _ (Match _ _ (GRHSs [L _ (GRHS _ rhs')] _))]
625                _                                      = (fun_matches . unLoc) bind'
626              rhsWrapped                               = mkHsLams tvs evs (mkHsDictLet evBinds rhs')
627         
628         -- We return the type-checked 'Id', to propagate the inferred signature
629         -- to the vectoriser - see "Note [Typechecked vectorisation pragmas]" in HsDecls
630        ; return $ HsVect (L loc id') (Just rhsWrapped)
631        }
632
633 vectCtxt :: Located Name -> SDoc
634 vectCtxt name = ptext (sLit "When checking the vectorisation declaration for") <+> ppr name
635
636 --------------
637 -- If typechecking the binds fails, then return with each
638 -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise 
639 -- subsequent error messages
640 recoveryCode :: [Name] -> SigFun -> TcM (LHsBinds TcId, [Id])
641 recoveryCode binder_names sig_fn
642   = do  { traceTc "tcBindsWithSigs: error recovery" (ppr binder_names)
643         ; poly_ids <- mapM mk_dummy binder_names
644         ; return (emptyBag, poly_ids) }
645   where
646     mk_dummy name 
647         | isJust (sig_fn name) = tcLookupId name        -- Had signature; look it up
648         | otherwise            = return (mkLocalId name forall_a_a)    -- No signature
649
650 forall_a_a :: TcType
651 forall_a_a = mkForAllTy openAlphaTyVar (mkTyVarTy openAlphaTyVar)
652 \end{code}
653
654 Note [SPECIALISE pragmas]
655 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
656 There is no point in a SPECIALISE pragma for a non-overloaded function:
657    reverse :: [a] -> [a]
658    {-# SPECIALISE reverse :: [Int] -> [Int] #-}
659
660 But SPECIALISE INLINE *can* make sense for GADTS:
661    data Arr e where
662      ArrInt :: !Int -> ByteArray# -> Arr Int
663      ArrPair :: !Int -> Arr e1 -> Arr e2 -> Arr (e1, e2)
664
665    (!:) :: Arr e -> Int -> e
666    {-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr Int -> Int -> Int #-}  
667    {-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr (a, b) -> Int -> (a, b) #-}
668    (ArrInt _ ba)     !: (I# i) = I# (indexIntArray# ba i)
669    (ArrPair _ a1 a2) !: i      = (a1 !: i, a2 !: i)
670
671 When (!:) is specialised it becomes non-recursive, and can usefully
672 be inlined.  Scary!  So we only warn for SPECIALISE *without* INLINE
673 for a non-overloaded function.
674
675 %************************************************************************
676 %*                                                                      *
677 \subsection{tcMonoBind}
678 %*                                                                      *
679 %************************************************************************
680
681 @tcMonoBinds@ deals with a perhaps-recursive group of HsBinds.
682 The signatures have been dealt with already.
683
684 \begin{code}
685 tcMonoBinds :: TcSigFun -> LetBndrSpec 
686             -> RecFlag  -- Whether the binding is recursive for typechecking purposes
687                         -- i.e. the binders are mentioned in their RHSs, and
688                         --      we are not resuced by a type signature
689             -> [LHsBind Name]
690             -> TcM (LHsBinds TcId, [MonoBindInfo])
691
692 tcMonoBinds sig_fn no_gen is_rec
693            [ L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, 
694                                 fun_matches = matches, bind_fvs = fvs })]
695                              -- Single function binding, 
696   | NonRecursive <- is_rec   -- ...binder isn't mentioned in RHS
697   , Nothing <- sig_fn name   -- ...with no type signature
698   =     -- In this very special case we infer the type of the
699         -- right hand side first (it may have a higher-rank type)
700         -- and *then* make the monomorphic Id for the LHS
701         -- e.g.         f = \(x::forall a. a->a) -> <body>
702         --      We want to infer a higher-rank type for f
703     setSrcSpan b_loc    $
704     do  { ((co_fn, matches'), rhs_ty) <- tcInfer (tcMatchesFun name inf matches)
705
706         ; mono_id <- newNoSigLetBndr no_gen name rhs_ty
707         ; return (unitBag (L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc mono_id, fun_infix = inf,
708                                               fun_matches = matches', bind_fvs = fvs,
709                                               fun_co_fn = co_fn, fun_tick = Nothing })),
710                   [(name, Nothing, mono_id)]) }
711
712 tcMonoBinds sig_fn no_gen _ binds
713   = do  { tc_binds <- mapM (wrapLocM (tcLhs sig_fn no_gen)) binds
714
715         -- Bring the monomorphic Ids, into scope for the RHSs
716         ; let mono_info  = getMonoBindInfo tc_binds
717               rhs_id_env = [(name,mono_id) | (name, Nothing, mono_id) <- mono_info]
718                     -- A monomorphic binding for each term variable that lacks 
719                     -- a type sig.  (Ones with a sig are already in scope.)
720
721         ; binds' <- tcExtendIdEnv2 rhs_id_env $ do
722                     traceTc "tcMonoBinds" $  vcat [ ppr n <+> ppr id <+> ppr (idType id) 
723                                                   | (n,id) <- rhs_id_env]
724                     mapM (wrapLocM tcRhs) tc_binds
725         ; return (listToBag binds', mono_info) }
726
727 ------------------------
728 -- tcLhs typechecks the LHS of the bindings, to construct the environment in which
729 -- we typecheck the RHSs.  Basically what we are doing is this: for each binder:
730 --      if there's a signature for it, use the instantiated signature type
731 --      otherwise invent a type variable
732 -- You see that quite directly in the FunBind case.
733 -- 
734 -- But there's a complication for pattern bindings:
735 --      data T = MkT (forall a. a->a)
736 --      MkT f = e
737 -- Here we can guess a type variable for the entire LHS (which will be refined to T)
738 -- but we want to get (f::forall a. a->a) as the RHS environment.
739 -- The simplest way to do this is to typecheck the pattern, and then look up the
740 -- bound mono-ids.  Then we want to retain the typechecked pattern to avoid re-doing
741 -- it; hence the TcMonoBind data type in which the LHS is done but the RHS isn't
742
743 data TcMonoBind         -- Half completed; LHS done, RHS not done
744   = TcFunBind  MonoBindInfo  SrcSpan Bool (MatchGroup Name) 
745   | TcPatBind [MonoBindInfo] (LPat TcId) (GRHSs Name) TcSigmaType
746
747 type MonoBindInfo = (Name, Maybe TcSigInfo, TcId)
748         -- Type signature (if any), and
749         -- the monomorphic bound things
750
751 tcLhs :: TcSigFun -> LetBndrSpec -> HsBind Name -> TcM TcMonoBind
752 tcLhs sig_fn no_gen (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, fun_matches = matches })
753   | Just sig <- sig_fn name
754   = do  { mono_id <- newSigLetBndr no_gen name sig
755         ; return (TcFunBind (name, Just sig, mono_id) nm_loc inf matches) }
756   | otherwise
757   = do  { mono_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind
758         ; mono_id <- newNoSigLetBndr no_gen name mono_ty
759         ; return (TcFunBind (name, Nothing, mono_id) nm_loc inf matches) }
760
761 tcLhs sig_fn no_gen (PatBind { pat_lhs = pat, pat_rhs = grhss })
762   = do  { let tc_pat exp_ty = tcLetPat sig_fn no_gen pat exp_ty $
763                               mapM lookup_info (collectPatBinders pat)
764
765                 -- After typechecking the pattern, look up the binder
766                 -- names, which the pattern has brought into scope.
767               lookup_info :: Name -> TcM MonoBindInfo
768               lookup_info name = do { mono_id <- tcLookupId name
769                                     ; return (name, sig_fn name, mono_id) }
770
771         ; ((pat', infos), pat_ty) <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat grhss) $
772                                      tcInfer tc_pat
773
774         ; return (TcPatBind infos pat' grhss pat_ty) }
775
776 tcLhs _ _ other_bind = pprPanic "tcLhs" (ppr other_bind)
777         -- AbsBind, VarBind impossible
778
779 -------------------
780 tcRhs :: TcMonoBind -> TcM (HsBind TcId)
781 -- When we are doing pattern bindings, or multiple function bindings at a time
782 -- we *don't* bring any scoped type variables into scope
783 -- Wny not?  They are not completely rigid.
784 -- That's why we have the special case for a single FunBind in tcMonoBinds
785 tcRhs (TcFunBind (_,_,mono_id) loc inf matches)
786   = do  { (co_fn, matches') <- tcMatchesFun (idName mono_id) inf 
787                                             matches (idType mono_id)
788         ; return (FunBind { fun_id = L loc mono_id, fun_infix = inf
789                           , fun_matches = matches'
790                           , fun_co_fn = co_fn 
791                           , bind_fvs = placeHolderNames, fun_tick = Nothing }) }
792
793 tcRhs (TcPatBind _ pat' grhss pat_ty)
794   = do  { grhss' <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat' grhss) $
795                     tcGRHSsPat grhss pat_ty
796         ; return (PatBind { pat_lhs = pat', pat_rhs = grhss', pat_rhs_ty = pat_ty 
797                           , bind_fvs = placeHolderNames }) }
798
799
800 ---------------------
801 getMonoBindInfo :: [Located TcMonoBind] -> [MonoBindInfo]
802 getMonoBindInfo tc_binds
803   = foldr (get_info . unLoc) [] tc_binds
804   where
805     get_info (TcFunBind info _ _ _)  rest = info : rest
806     get_info (TcPatBind infos _ _ _) rest = infos ++ rest
807 \end{code}
808
809
810 %************************************************************************
811 %*                                                                      *
812                 Generalisation
813 %*                                                                      *
814 %************************************************************************
815
816 unifyCtxts checks that all the signature contexts are the same
817 The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
818 must all have the same context (or none).
819
820 The trick here is that all the signatures should have the same
821 context, and we want to share type variables for that context, so that
822 all the right hand sides agree a common vocabulary for their type
823 constraints
824
825 We unify them because, with polymorphic recursion, their types
826 might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
827
828 \begin{code}
829 unifyCtxts :: [TcSigInfo] -> TcM ()
830 -- Post-condition: the returned Insts are full zonked
831 unifyCtxts [] = return ()
832 unifyCtxts (sig1 : sigs)
833   = do  { traceTc "unifyCtxts" (ppr (sig1 : sigs))
834         ; mapM_ unify_ctxt sigs }
835   where
836     theta1 = sig_theta sig1
837     unify_ctxt :: TcSigInfo -> TcM ()
838     unify_ctxt sig@(TcSigInfo { sig_theta = theta })
839         = setSrcSpan (sig_loc sig)                      $
840           addErrCtxt (sigContextsCtxt sig1 sig)         $
841           do { cois <- unifyTheta theta1 theta
842              ; -- Check whether all coercions are identity coercions
843                -- That can happen if we have, say
844                --         f :: C [a]   => ...
845                --         g :: C (F a) => ...
846                -- where F is a type function and (F a ~ [a])
847                -- Then unification might succeed with a coercion.  But it's much
848                -- much simpler to require that such signatures have identical contexts
849                checkTc (all isReflCo cois)
850                        (ptext (sLit "Mutually dependent functions have syntactically distinct contexts"))
851              }
852 \end{code}
853
854
855 @getTyVarsToGen@ decides what type variables to generalise over.
856
857 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
858 for a definition -- we bind no dictionaries, and
859 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
860
861 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
862 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
863 we may well know more.  For example (this actually came up)
864         f :: Array Int Int
865         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
866 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
867 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
868 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
869 Int literals!
870
871 Find all the type variables involved in overloading, the
872 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
873 generalise.  We must be careful about doing this:
874
875  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
876         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
877         up printed out in interface files!  Notorious example:
878                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
879         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
880         Another, more common, example is when there's a Method inst in
881         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
882         type variables.
883   [NOTE: Jan 2001: I don't understand the problem here so I'm doing 
884         the simple thing instead]
885
886  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
887         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
888         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
889
890 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
891 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
892 find which tyvars are constrained.
893
894 Note [Polymorphic recursion]
895 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
896 The game plan for polymorphic recursion in the code above is 
897
898         * Bind any variable for which we have a type signature
899           to an Id with a polymorphic type.  Then when type-checking 
900           the RHSs we'll make a full polymorphic call.
901
902 This fine, but if you aren't a bit careful you end up with a horrendous
903 amount of partial application and (worse) a huge space leak. For example:
904
905         f :: Eq a => [a] -> [a]
906         f xs = ...f...
907
908 If we don't take care, after typechecking we get
909
910         f = /\a -> \d::Eq a -> let f' = f a d
911                                in
912                                \ys:[a] -> ...f'...
913
914 Notice the the stupid construction of (f a d), which is of course
915 identical to the function we're executing.  In this case, the
916 polymorphic recursion isn't being used (but that's a very common case).
917 This can lead to a massive space leak, from the following top-level defn
918 (post-typechecking)
919
920         ff :: [Int] -> [Int]
921         ff = f Int dEqInt
922
923 Now (f dEqInt) evaluates to a lambda that has f' as a free variable; but
924 f' is another thunk which evaluates to the same thing... and you end
925 up with a chain of identical values all hung onto by the CAF ff.
926
927         ff = f Int dEqInt
928
929            = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
930
931            = let f' = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
932                       in \ys. ...f'...
933
934 Etc.
935
936 NOTE: a bit of arity anaysis would push the (f a d) inside the (\ys...),
937 which would make the space leak go away in this case
938
939 Solution: when typechecking the RHSs we always have in hand the
940 *monomorphic* Ids for each binding.  So we just need to make sure that
941 if (Method f a d) shows up in the constraints emerging from (...f...)
942 we just use the monomorphic Id.  We achieve this by adding monomorphic Ids
943 to the "givens" when simplifying constraints.  That's what the "lies_avail"
944 is doing.
945
946 Then we get
947
948         f = /\a -> \d::Eq a -> letrec
949                                  fm = \ys:[a] -> ...fm...
950                                in
951                                fm
952
953 %************************************************************************
954 %*                                                                      *
955                 Signatures
956 %*                                                                      *
957 %************************************************************************
958
959 Type signatures are tricky.  See Note [Signature skolems] in TcType
960
961 @tcSigs@ checks the signatures for validity, and returns a list of
962 {\em freshly-instantiated} signatures.  That is, the types are already
963 split up, and have fresh type variables installed.  All non-type-signature
964 "RenamedSigs" are ignored.
965
966 The @TcSigInfo@ contains @TcTypes@ because they are unified with
967 the variable's type, and after that checked to see whether they've
968 been instantiated.
969
970 Note [Scoped tyvars]
971 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
972 The -XScopedTypeVariables flag brings lexically-scoped type variables
973 into scope for any explicitly forall-quantified type variables:
974         f :: forall a. a -> a
975         f x = e
976 Then 'a' is in scope inside 'e'.
977
978 However, we do *not* support this 
979   - For pattern bindings e.g
980         f :: forall a. a->a
981         (f,g) = e
982
983   - For multiple function bindings, unless Opt_RelaxedPolyRec is on
984         f :: forall a. a -> a
985         f = g
986         g :: forall b. b -> b
987         g = ...f...
988     Reason: we use mutable variables for 'a' and 'b', since they may
989     unify to each other, and that means the scoped type variable would
990     not stand for a completely rigid variable.
991
992     Currently, we simply make Opt_ScopedTypeVariables imply Opt_RelaxedPolyRec
993
994
995 Note [More instantiated than scoped]
996 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
997 There may be more instantiated type variables than lexically-scoped 
998 ones.  For example:
999         type T a = forall b. b -> (a,b)
1000         f :: forall c. T c
1001 Here, the signature for f will have one scoped type variable, c,
1002 but two instantiated type variables, c' and b'.  
1003
1004 We assume that the scoped ones are at the *front* of sig_tvs,
1005 and remember the names from the original HsForAllTy in the TcSigFun.
1006
1007 Note [Signature skolems]
1008 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1009 When instantiating a type signature, we do so with either skolems or
1010 SigTv meta-type variables depending on the use_skols boolean.  This
1011 variable is set True when we are typechecking a single function
1012 binding; and False for pattern bindings and a group of several
1013 function bindings.
1014
1015 Reason: in the latter cases, the "skolems" can be unified together, 
1016         so they aren't properly rigid in the type-refinement sense.
1017 NB: unless we are doing H98, each function with a sig will be done
1018     separately, even if it's mutually recursive, so use_skols will be True
1019
1020
1021 Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
1022 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1023 We are careful to keep only the *lexically scoped* type variables in
1024 the type environment.  Why?  After all, the renamer has ensured
1025 that only legal occurrences occur, so we could put all type variables
1026 into the type env.
1027
1028 But we want to check that two distinct lexically scoped type variables
1029 do not map to the same internal type variable.  So we need to know which
1030 the lexically-scoped ones are... and at the moment we do that by putting
1031 only the lexically scoped ones into the environment.
1032
1033 Note [Instantiate sig with fresh variables]
1034 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1035 It's vital to instantiate a type signature with fresh variables.
1036 For example:
1037       type T = forall a. [a] -> [a]
1038       f :: T; 
1039       f = g where { g :: T; g = <rhs> }
1040
1041  We must not use the same 'a' from the defn of T at both places!!
1042 (Instantiation is only necessary because of type synonyms.  Otherwise,
1043 it's all cool; each signature has distinct type variables from the renamer.)
1044
1045 \begin{code}
1046 type SigFun = Name -> Maybe ([Name], SrcSpan)
1047          -- Maps a let-binder to the list of
1048          -- type variables brought into scope
1049          -- by its type signature, plus location
1050          -- Nothing => no type signature
1051
1052 mkSigFun :: [LSig Name] -> SigFun
1053 -- Search for a particular type signature
1054 -- Precondition: the sigs are all type sigs
1055 -- Precondition: no duplicates
1056 mkSigFun sigs = lookupNameEnv env
1057   where
1058     env = mkNameEnv (mapCatMaybes mk_pair sigs)
1059     mk_pair (L loc (TypeSig (L _ name) lhs_ty)) = Just (name, (hsExplicitTvs lhs_ty, loc))
1060     mk_pair (L loc (IdSig id))                  = Just (idName id, ([], loc))
1061     mk_pair _                                   = Nothing    
1062         -- The scoped names are the ones explicitly mentioned
1063         -- in the HsForAll.  (There may be more in sigma_ty, because
1064         -- of nested type synonyms.  See Note [More instantiated than scoped].)
1065         -- See Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
1066 \end{code}
1067
1068 \begin{code}
1069 tcTySig :: LSig Name -> TcM TcId
1070 tcTySig (L span (TypeSig (L _ name) ty))
1071   = setSrcSpan span             $
1072     do  { sigma_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt name) ty
1073         ; return (mkLocalId name sigma_ty) }
1074 tcTySig (L _ (IdSig id))
1075   = return id
1076 tcTySig s = pprPanic "tcTySig" (ppr s)
1077
1078 -------------------
1079 tcInstSigs :: SigFun -> [Name] -> TcM TcSigFun
1080 tcInstSigs sig_fn bndrs
1081   = do { prs <- mapMaybeM (tcInstSig sig_fn use_skols) bndrs
1082        ; return (lookupNameEnv (mkNameEnv prs)) }
1083   where
1084     use_skols = isSingleton bndrs       -- See Note [Signature skolems]
1085
1086 tcInstSig :: SigFun -> Bool -> Name -> TcM (Maybe (Name, TcSigInfo))
1087 -- For use_skols :: Bool see Note [Signature skolems]
1088 --
1089 -- We must instantiate with fresh uniques, 
1090 -- (see Note [Instantiate sig with fresh variables])
1091 -- although we keep the same print-name.
1092
1093 tcInstSig sig_fn use_skols name
1094   | Just (scoped_tvs, loc) <- sig_fn name
1095   = do  { poly_id <- tcLookupId name    -- Cannot fail; the poly ids are put into 
1096                                         -- scope when starting the binding group
1097         ; let poly_ty = idType poly_id
1098         ; (tvs, theta, tau) <- if use_skols
1099                                then tcInstType tcInstSkolTyVars poly_ty
1100                                else tcInstType tcInstSigTyVars  poly_ty
1101         ; let sig = TcSigInfo { sig_id = poly_id
1102                               , sig_scoped = scoped_tvs
1103                               , sig_tvs = tvs, sig_theta = theta, sig_tau = tau
1104                               , sig_loc = loc }
1105         ; return (Just (name, sig)) } 
1106   | otherwise
1107   = return Nothing
1108
1109 -------------------------------
1110 data GeneralisationPlan 
1111   = NoGen               -- No generalisation, no AbsBinds
1112   | InferGen Bool       -- Implicit generalisation; there is an AbsBinds
1113                         --   True <=> apply the MR; generalise only unconstrained type vars
1114   | CheckGen TcSigInfo  -- Explicit generalisation; there is an AbsBinds
1115
1116 -- A consequence of the no-AbsBinds choice (NoGen) is that there is
1117 -- no "polymorphic Id" and "monmomorphic Id"; there is just the one
1118
1119 instance Outputable GeneralisationPlan where
1120   ppr NoGen        = ptext (sLit "NoGen")
1121   ppr (InferGen b) = ptext (sLit "InferGen") <+> ppr b
1122   ppr (CheckGen s) = ptext (sLit "CheckGen") <+> ppr s
1123
1124 decideGeneralisationPlan 
1125    :: DynFlags -> TopLevelFlag -> [Name] -> [LHsBind Name] -> TcSigFun -> GeneralisationPlan
1126 decideGeneralisationPlan dflags top_lvl _bndrs binds sig_fn
1127   | bang_pat_binds                         = NoGen
1128   | mono_pat_binds                         = NoGen
1129   | Just sig <- one_funbind_with_sig binds = if null (sig_tvs sig) && null (sig_theta sig)
1130                                              then NoGen       -- Optimise common case
1131                                              else CheckGen sig
1132   | (xopt Opt_MonoLocalBinds dflags 
1133       && isNotTopLevel top_lvl)            = NoGen
1134   | otherwise                              = InferGen mono_restriction
1135
1136   where
1137     bang_pat_binds = any (isBangHsBind . unLoc) binds
1138        -- Bang patterns must not be polymorphic,
1139        -- because we are going to force them
1140        -- See Trac #4498
1141
1142     mono_pat_binds = xopt Opt_MonoPatBinds dflags
1143                   && any (is_pat_bind . unLoc) binds
1144
1145     mono_restriction = xopt Opt_MonomorphismRestriction dflags 
1146                     && any (restricted . unLoc) binds
1147
1148     no_sig n = isNothing (sig_fn n)
1149
1150     -- With OutsideIn, all nested bindings are monomorphic
1151     -- except a single function binding with a signature
1152     one_funbind_with_sig [L _ FunBind { fun_id = v }] = sig_fn (unLoc v)
1153     one_funbind_with_sig _                            = Nothing
1154
1155     -- The Haskell 98 monomorphism resetriction
1156     restricted (PatBind {})                              = True
1157     restricted (VarBind { var_id = v })                  = no_sig v
1158     restricted (FunBind { fun_id = v, fun_matches = m }) = restricted_match m
1159                                                            && no_sig (unLoc v)
1160     restricted (AbsBinds {}) = panic "isRestrictedGroup/unrestricted AbsBinds"
1161
1162     restricted_match (MatchGroup (L _ (Match [] _ _) : _) _) = True
1163     restricted_match _                                       = False
1164         -- No args => like a pattern binding
1165         -- Some args => a function binding
1166
1167     is_pat_bind (PatBind {}) = True
1168     is_pat_bind _            = False
1169
1170 -------------------
1171 checkStrictBinds :: TopLevelFlag -> RecFlag
1172                  -> [LHsBind Name] -> [Id]
1173                  -> TcM ()
1174 -- Check that non-overloaded unlifted bindings are
1175 --      a) non-recursive,
1176 --      b) not top level, 
1177 --      c) not a multiple-binding group (more or less implied by (a))
1178
1179 checkStrictBinds top_lvl rec_group binds poly_ids
1180   | unlifted || bang_pat
1181   = do  { checkTc (isNotTopLevel top_lvl)
1182                   (strictBindErr "Top-level" unlifted binds)
1183         ; checkTc (isNonRec rec_group)
1184                   (strictBindErr "Recursive" unlifted binds)
1185         ; checkTc (isSingleton binds)
1186                   (strictBindErr "Multiple" unlifted binds)
1187         -- This should be a checkTc, not a warnTc, but as of GHC 6.11
1188         -- the versions of alex and happy available have non-conforming
1189         -- templates, so the GHC build fails if it's an error:
1190         ; warnUnlifted <- doptM Opt_WarnLazyUnliftedBindings
1191         ; warnTc (warnUnlifted && not bang_pat && lifted_pat)
1192                  -- No outer bang, but it's a compound pattern
1193                  -- E.g   (I# x#) = blah
1194                  -- Warn about this, but not about
1195                  --      x# = 4# +# 1#
1196                  --      (# a, b #) = ...
1197                  (unliftedMustBeBang binds) }
1198   | otherwise
1199   = return ()
1200   where
1201     unlifted    = any is_unlifted poly_ids
1202     bang_pat    = any (isBangHsBind . unLoc) binds
1203     lifted_pat  = any (isLiftedPatBind . unLoc) binds
1204     is_unlifted id = case tcSplitForAllTys (idType id) of
1205                        (_, rho) -> isUnLiftedType rho
1206
1207 unliftedMustBeBang :: [LHsBind Name] -> SDoc
1208 unliftedMustBeBang binds
1209   = hang (text "Pattern bindings containing unlifted types should use an outermost bang pattern:")
1210        2 (pprBindList binds)
1211
1212 strictBindErr :: String -> Bool -> [LHsBind Name] -> SDoc
1213 strictBindErr flavour unlifted binds
1214   = hang (text flavour <+> msg <+> ptext (sLit "aren't allowed:")) 
1215        2 (pprBindList binds)
1216   where
1217     msg | unlifted  = ptext (sLit "bindings for unlifted types")
1218         | otherwise = ptext (sLit "bang-pattern bindings")
1219
1220 pprBindList :: [LHsBind Name] -> SDoc
1221 pprBindList binds = vcat (map ppr binds)
1222 \end{code}
1223
1224
1225 %************************************************************************
1226 %*                                                                      *
1227 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
1228 %*                                                                      *
1229 %************************************************************************
1230
1231
1232 \begin{code}
1233 -- This one is called on LHS, when pat and grhss are both Name 
1234 -- and on RHS, when pat is TcId and grhss is still Name
1235 patMonoBindsCtxt :: OutputableBndr id => LPat id -> GRHSs Name -> SDoc
1236 patMonoBindsCtxt pat grhss
1237   = hang (ptext (sLit "In a pattern binding:")) 2 (pprPatBind pat grhss)
1238
1239 -----------------------------------------------
1240 sigContextsCtxt :: TcSigInfo -> TcSigInfo -> SDoc
1241 sigContextsCtxt sig1 sig2
1242   = vcat [ptext (sLit "When matching the contexts of the signatures for"), 
1243           nest 2 (vcat [ppr id1 <+> dcolon <+> ppr (idType id1),
1244                         ppr id2 <+> dcolon <+> ppr (idType id2)]),
1245           ptext (sLit "The signature contexts in a mutually recursive group should all be identical")]
1246   where
1247     id1 = sig_id sig1
1248     id2 = sig_id sig2
1249 \end{code}