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[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 -- SPECIALISE pragamas for imported things
559 tcImpPrags prags
560   = do { this_mod <- getModule
561        ; dflags <- getDOpts
562        ; if not (dopt Opt_Specialise dflags) then
563             return []    -- Ignore SPECIALISE pragmas for imported things
564                          -- when -O is not on; otherwise we get bogus 
565                          -- complaints about lack of INLINABLE pragmas 
566                          -- in the imported module (also compiled without -O)
567                          -- Notably, when Haddocking the base library
568          else
569             mapAndRecoverM (wrapLocM tcImpSpec) 
570             [L loc (name,prag) | (L loc prag@(SpecSig (L _ name) _ _)) <- prags
571                                , not (nameIsLocalOrFrom this_mod name) ] }
572
573 tcImpSpec :: (Name, Sig Name) -> TcM TcSpecPrag
574 tcImpSpec (name, prag)
575  = do { id <- tcLookupId name
576       ; checkTc (isAnyInlinePragma (idInlinePragma id))
577                 (impSpecErr name)
578       ; tcSpec id prag }
579
580 impSpecErr :: Name -> SDoc
581 impSpecErr name
582   = hang (ptext (sLit "You cannot SPECIALISE") <+> quotes (ppr name))
583        2 (vcat [ ptext (sLit "because its definition has no INLINE/INLINABLE pragma")
584                , parens $ sep 
585                    [ ptext (sLit "or its defining module") <+> quotes (ppr mod)
586                    , ptext (sLit "was compiled without -O")]])
587   where
588     mod = nameModule name
589
590 --------------
591 tcVectDecls :: [LVectDecl Name] -> TcM ([LVectDecl TcId])
592 tcVectDecls decls 
593   = do { decls' <- mapM (wrapLocM tcVect) decls
594        ; let ids  = [unLoc id | L _ (HsVect id _) <- decls']
595              dups = findDupsEq (==) ids
596        ; mapM_ reportVectDups dups
597        ; traceTcConstraints "End of tcVectDecls"
598        ; return decls'
599        }
600   where
601     reportVectDups (first:_second:_more) 
602       = addErrAt (getSrcSpan first) $
603           ptext (sLit "Duplicate vectorisation declarations for") <+> ppr first
604     reportVectDups _ = return ()
605
606 --------------
607 tcVect :: VectDecl Name -> TcM (VectDecl TcId)
608 -- We can't typecheck the expression of a vectorisation declaration against the vectorised type
609 -- of the original definition as this requires internals of the vectoriser not available during
610 -- type checking.  Instead, we infer the type of the expression and leave it to the vectoriser
611 -- to check the compatibility of the Core types.
612 tcVect (HsVect name Nothing)
613   = addErrCtxt (vectCtxt name) $
614     do { id <- wrapLocM tcLookupId name
615        ; return $ HsVect id Nothing
616        }
617 tcVect (HsVect name@(L loc _) (Just rhs))
618   = addErrCtxt (vectCtxt name) $
619     do { _id <- wrapLocM tcLookupId name     -- need to ensure that the name is already defined
620
621          -- turn the vectorisation declaration into a single non-recursive binding
622        ; let bind    = L loc $ mkFunBind name [mkSimpleMatch [] rhs] 
623              sigFun  = const Nothing
624              pragFun = mkPragFun [] (unitBag bind)
625
626          -- perform type inference (including generalisation)
627        ; (binds, [id']) <- tcPolyInfer TopLevel False sigFun pragFun NonRecursive [bind]
628
629        ; traceTc "tcVect inferred type" $ ppr (varType id')
630        ; traceTc "tcVect bindings"      $ ppr binds
631        
632          -- add all bindings, including the type variable and dictionary bindings produced by type
633          -- generalisation to the right-hand side of the vectorisation declaration
634        ; let [AbsBinds tvs evs _ evBinds actualBinds] = (map unLoc . bagToList) binds
635        ; let [bind']                                  = bagToList actualBinds
636              MatchGroup 
637                [L _ (Match _ _ (GRHSs [L _ (GRHS _ rhs')] _))]
638                _                                      = (fun_matches . unLoc) bind'
639              rhsWrapped                               = mkHsLams tvs evs (mkHsDictLet evBinds rhs')
640         
641         -- We return the type-checked 'Id', to propagate the inferred signature
642         -- to the vectoriser - see "Note [Typechecked vectorisation pragmas]" in HsDecls
643        ; return $ HsVect (L loc id') (Just rhsWrapped)
644        }
645
646 vectCtxt :: Located Name -> SDoc
647 vectCtxt name = ptext (sLit "When checking the vectorisation declaration for") <+> ppr name
648
649 --------------
650 -- If typechecking the binds fails, then return with each
651 -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise 
652 -- subsequent error messages
653 recoveryCode :: [Name] -> SigFun -> TcM (LHsBinds TcId, [Id])
654 recoveryCode binder_names sig_fn
655   = do  { traceTc "tcBindsWithSigs: error recovery" (ppr binder_names)
656         ; poly_ids <- mapM mk_dummy binder_names
657         ; return (emptyBag, poly_ids) }
658   where
659     mk_dummy name 
660         | isJust (sig_fn name) = tcLookupId name        -- Had signature; look it up
661         | otherwise            = return (mkLocalId name forall_a_a)    -- No signature
662
663 forall_a_a :: TcType
664 forall_a_a = mkForAllTy openAlphaTyVar (mkTyVarTy openAlphaTyVar)
665 \end{code}
666
667 Note [SPECIALISE pragmas]
668 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
669 There is no point in a SPECIALISE pragma for a non-overloaded function:
670    reverse :: [a] -> [a]
671    {-# SPECIALISE reverse :: [Int] -> [Int] #-}
672
673 But SPECIALISE INLINE *can* make sense for GADTS:
674    data Arr e where
675      ArrInt :: !Int -> ByteArray# -> Arr Int
676      ArrPair :: !Int -> Arr e1 -> Arr e2 -> Arr (e1, e2)
677
678    (!:) :: Arr e -> Int -> e
679    {-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr Int -> Int -> Int #-}  
680    {-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr (a, b) -> Int -> (a, b) #-}
681    (ArrInt _ ba)     !: (I# i) = I# (indexIntArray# ba i)
682    (ArrPair _ a1 a2) !: i      = (a1 !: i, a2 !: i)
683
684 When (!:) is specialised it becomes non-recursive, and can usefully
685 be inlined.  Scary!  So we only warn for SPECIALISE *without* INLINE
686 for a non-overloaded function.
687
688 %************************************************************************
689 %*                                                                      *
690 \subsection{tcMonoBind}
691 %*                                                                      *
692 %************************************************************************
693
694 @tcMonoBinds@ deals with a perhaps-recursive group of HsBinds.
695 The signatures have been dealt with already.
696
697 \begin{code}
698 tcMonoBinds :: TcSigFun -> LetBndrSpec 
699             -> RecFlag  -- Whether the binding is recursive for typechecking purposes
700                         -- i.e. the binders are mentioned in their RHSs, and
701                         --      we are not resuced by a type signature
702             -> [LHsBind Name]
703             -> TcM (LHsBinds TcId, [MonoBindInfo])
704
705 tcMonoBinds sig_fn no_gen is_rec
706            [ L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, 
707                                 fun_matches = matches, bind_fvs = fvs })]
708                              -- Single function binding, 
709   | NonRecursive <- is_rec   -- ...binder isn't mentioned in RHS
710   , Nothing <- sig_fn name   -- ...with no type signature
711   =     -- In this very special case we infer the type of the
712         -- right hand side first (it may have a higher-rank type)
713         -- and *then* make the monomorphic Id for the LHS
714         -- e.g.         f = \(x::forall a. a->a) -> <body>
715         --      We want to infer a higher-rank type for f
716     setSrcSpan b_loc    $
717     do  { ((co_fn, matches'), rhs_ty) <- tcInfer (tcMatchesFun name inf matches)
718
719         ; mono_id <- newNoSigLetBndr no_gen name rhs_ty
720         ; return (unitBag (L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc mono_id, fun_infix = inf,
721                                               fun_matches = matches', bind_fvs = fvs,
722                                               fun_co_fn = co_fn, fun_tick = Nothing })),
723                   [(name, Nothing, mono_id)]) }
724
725 tcMonoBinds sig_fn no_gen _ binds
726   = do  { tc_binds <- mapM (wrapLocM (tcLhs sig_fn no_gen)) binds
727
728         -- Bring the monomorphic Ids, into scope for the RHSs
729         ; let mono_info  = getMonoBindInfo tc_binds
730               rhs_id_env = [(name,mono_id) | (name, Nothing, mono_id) <- mono_info]
731                     -- A monomorphic binding for each term variable that lacks 
732                     -- a type sig.  (Ones with a sig are already in scope.)
733
734         ; binds' <- tcExtendIdEnv2 rhs_id_env $ do
735                     traceTc "tcMonoBinds" $  vcat [ ppr n <+> ppr id <+> ppr (idType id) 
736                                                   | (n,id) <- rhs_id_env]
737                     mapM (wrapLocM tcRhs) tc_binds
738         ; return (listToBag binds', mono_info) }
739
740 ------------------------
741 -- tcLhs typechecks the LHS of the bindings, to construct the environment in which
742 -- we typecheck the RHSs.  Basically what we are doing is this: for each binder:
743 --      if there's a signature for it, use the instantiated signature type
744 --      otherwise invent a type variable
745 -- You see that quite directly in the FunBind case.
746 -- 
747 -- But there's a complication for pattern bindings:
748 --      data T = MkT (forall a. a->a)
749 --      MkT f = e
750 -- Here we can guess a type variable for the entire LHS (which will be refined to T)
751 -- but we want to get (f::forall a. a->a) as the RHS environment.
752 -- The simplest way to do this is to typecheck the pattern, and then look up the
753 -- bound mono-ids.  Then we want to retain the typechecked pattern to avoid re-doing
754 -- it; hence the TcMonoBind data type in which the LHS is done but the RHS isn't
755
756 data TcMonoBind         -- Half completed; LHS done, RHS not done
757   = TcFunBind  MonoBindInfo  SrcSpan Bool (MatchGroup Name) 
758   | TcPatBind [MonoBindInfo] (LPat TcId) (GRHSs Name) TcSigmaType
759
760 type MonoBindInfo = (Name, Maybe TcSigInfo, TcId)
761         -- Type signature (if any), and
762         -- the monomorphic bound things
763
764 tcLhs :: TcSigFun -> LetBndrSpec -> HsBind Name -> TcM TcMonoBind
765 tcLhs sig_fn no_gen (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, fun_matches = matches })
766   | Just sig <- sig_fn name
767   = do  { mono_id <- newSigLetBndr no_gen name sig
768         ; return (TcFunBind (name, Just sig, mono_id) nm_loc inf matches) }
769   | otherwise
770   = do  { mono_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind
771         ; mono_id <- newNoSigLetBndr no_gen name mono_ty
772         ; return (TcFunBind (name, Nothing, mono_id) nm_loc inf matches) }
773
774 tcLhs sig_fn no_gen (PatBind { pat_lhs = pat, pat_rhs = grhss })
775   = do  { let tc_pat exp_ty = tcLetPat sig_fn no_gen pat exp_ty $
776                               mapM lookup_info (collectPatBinders pat)
777
778                 -- After typechecking the pattern, look up the binder
779                 -- names, which the pattern has brought into scope.
780               lookup_info :: Name -> TcM MonoBindInfo
781               lookup_info name = do { mono_id <- tcLookupId name
782                                     ; return (name, sig_fn name, mono_id) }
783
784         ; ((pat', infos), pat_ty) <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat grhss) $
785                                      tcInfer tc_pat
786
787         ; return (TcPatBind infos pat' grhss pat_ty) }
788
789 tcLhs _ _ other_bind = pprPanic "tcLhs" (ppr other_bind)
790         -- AbsBind, VarBind impossible
791
792 -------------------
793 tcRhs :: TcMonoBind -> TcM (HsBind TcId)
794 -- When we are doing pattern bindings, or multiple function bindings at a time
795 -- we *don't* bring any scoped type variables into scope
796 -- Wny not?  They are not completely rigid.
797 -- That's why we have the special case for a single FunBind in tcMonoBinds
798 tcRhs (TcFunBind (_,_,mono_id) loc inf matches)
799   = do  { (co_fn, matches') <- tcMatchesFun (idName mono_id) inf 
800                                             matches (idType mono_id)
801         ; return (FunBind { fun_id = L loc mono_id, fun_infix = inf
802                           , fun_matches = matches'
803                           , fun_co_fn = co_fn 
804                           , bind_fvs = placeHolderNames, fun_tick = Nothing }) }
805
806 tcRhs (TcPatBind _ pat' grhss pat_ty)
807   = do  { grhss' <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat' grhss) $
808                     tcGRHSsPat grhss pat_ty
809         ; return (PatBind { pat_lhs = pat', pat_rhs = grhss', pat_rhs_ty = pat_ty 
810                           , bind_fvs = placeHolderNames }) }
811
812
813 ---------------------
814 getMonoBindInfo :: [Located TcMonoBind] -> [MonoBindInfo]
815 getMonoBindInfo tc_binds
816   = foldr (get_info . unLoc) [] tc_binds
817   where
818     get_info (TcFunBind info _ _ _)  rest = info : rest
819     get_info (TcPatBind infos _ _ _) rest = infos ++ rest
820 \end{code}
821
822
823 %************************************************************************
824 %*                                                                      *
825                 Generalisation
826 %*                                                                      *
827 %************************************************************************
828
829 unifyCtxts checks that all the signature contexts are the same
830 The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
831 must all have the same context (or none).
832
833 The trick here is that all the signatures should have the same
834 context, and we want to share type variables for that context, so that
835 all the right hand sides agree a common vocabulary for their type
836 constraints
837
838 We unify them because, with polymorphic recursion, their types
839 might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
840
841 \begin{code}
842 unifyCtxts :: [TcSigInfo] -> TcM ()
843 -- Post-condition: the returned Insts are full zonked
844 unifyCtxts [] = return ()
845 unifyCtxts (sig1 : sigs)
846   = do  { traceTc "unifyCtxts" (ppr (sig1 : sigs))
847         ; mapM_ unify_ctxt sigs }
848   where
849     theta1 = sig_theta sig1
850     unify_ctxt :: TcSigInfo -> TcM ()
851     unify_ctxt sig@(TcSigInfo { sig_theta = theta })
852         = setSrcSpan (sig_loc sig)                      $
853           addErrCtxt (sigContextsCtxt sig1 sig)         $
854           do { cois <- unifyTheta theta1 theta
855              ; -- Check whether all coercions are identity coercions
856                -- That can happen if we have, say
857                --         f :: C [a]   => ...
858                --         g :: C (F a) => ...
859                -- where F is a type function and (F a ~ [a])
860                -- Then unification might succeed with a coercion.  But it's much
861                -- much simpler to require that such signatures have identical contexts
862                checkTc (all isReflCo cois)
863                        (ptext (sLit "Mutually dependent functions have syntactically distinct contexts"))
864              }
865 \end{code}
866
867
868 @getTyVarsToGen@ decides what type variables to generalise over.
869
870 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
871 for a definition -- we bind no dictionaries, and
872 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
873
874 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
875 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
876 we may well know more.  For example (this actually came up)
877         f :: Array Int Int
878         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
879 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
880 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
881 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
882 Int literals!
883
884 Find all the type variables involved in overloading, the
885 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
886 generalise.  We must be careful about doing this:
887
888  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
889         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
890         up printed out in interface files!  Notorious example:
891                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
892         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
893         Another, more common, example is when there's a Method inst in
894         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
895         type variables.
896   [NOTE: Jan 2001: I don't understand the problem here so I'm doing 
897         the simple thing instead]
898
899  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
900         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
901         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
902
903 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
904 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
905 find which tyvars are constrained.
906
907 Note [Polymorphic recursion]
908 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
909 The game plan for polymorphic recursion in the code above is 
910
911         * Bind any variable for which we have a type signature
912           to an Id with a polymorphic type.  Then when type-checking 
913           the RHSs we'll make a full polymorphic call.
914
915 This fine, but if you aren't a bit careful you end up with a horrendous
916 amount of partial application and (worse) a huge space leak. For example:
917
918         f :: Eq a => [a] -> [a]
919         f xs = ...f...
920
921 If we don't take care, after typechecking we get
922
923         f = /\a -> \d::Eq a -> let f' = f a d
924                                in
925                                \ys:[a] -> ...f'...
926
927 Notice the the stupid construction of (f a d), which is of course
928 identical to the function we're executing.  In this case, the
929 polymorphic recursion isn't being used (but that's a very common case).
930 This can lead to a massive space leak, from the following top-level defn
931 (post-typechecking)
932
933         ff :: [Int] -> [Int]
934         ff = f Int dEqInt
935
936 Now (f dEqInt) evaluates to a lambda that has f' as a free variable; but
937 f' is another thunk which evaluates to the same thing... and you end
938 up with a chain of identical values all hung onto by the CAF ff.
939
940         ff = f Int dEqInt
941
942            = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
943
944            = let f' = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
945                       in \ys. ...f'...
946
947 Etc.
948
949 NOTE: a bit of arity anaysis would push the (f a d) inside the (\ys...),
950 which would make the space leak go away in this case
951
952 Solution: when typechecking the RHSs we always have in hand the
953 *monomorphic* Ids for each binding.  So we just need to make sure that
954 if (Method f a d) shows up in the constraints emerging from (...f...)
955 we just use the monomorphic Id.  We achieve this by adding monomorphic Ids
956 to the "givens" when simplifying constraints.  That's what the "lies_avail"
957 is doing.
958
959 Then we get
960
961         f = /\a -> \d::Eq a -> letrec
962                                  fm = \ys:[a] -> ...fm...
963                                in
964                                fm
965
966 %************************************************************************
967 %*                                                                      *
968                 Signatures
969 %*                                                                      *
970 %************************************************************************
971
972 Type signatures are tricky.  See Note [Signature skolems] in TcType
973
974 @tcSigs@ checks the signatures for validity, and returns a list of
975 {\em freshly-instantiated} signatures.  That is, the types are already
976 split up, and have fresh type variables installed.  All non-type-signature
977 "RenamedSigs" are ignored.
978
979 The @TcSigInfo@ contains @TcTypes@ because they are unified with
980 the variable's type, and after that checked to see whether they've
981 been instantiated.
982
983 Note [Scoped tyvars]
984 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
985 The -XScopedTypeVariables flag brings lexically-scoped type variables
986 into scope for any explicitly forall-quantified type variables:
987         f :: forall a. a -> a
988         f x = e
989 Then 'a' is in scope inside 'e'.
990
991 However, we do *not* support this 
992   - For pattern bindings e.g
993         f :: forall a. a->a
994         (f,g) = e
995
996   - For multiple function bindings, unless Opt_RelaxedPolyRec is on
997         f :: forall a. a -> a
998         f = g
999         g :: forall b. b -> b
1000         g = ...f...
1001     Reason: we use mutable variables for 'a' and 'b', since they may
1002     unify to each other, and that means the scoped type variable would
1003     not stand for a completely rigid variable.
1004
1005     Currently, we simply make Opt_ScopedTypeVariables imply Opt_RelaxedPolyRec
1006
1007
1008 Note [More instantiated than scoped]
1009 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1010 There may be more instantiated type variables than lexically-scoped 
1011 ones.  For example:
1012         type T a = forall b. b -> (a,b)
1013         f :: forall c. T c
1014 Here, the signature for f will have one scoped type variable, c,
1015 but two instantiated type variables, c' and b'.  
1016
1017 We assume that the scoped ones are at the *front* of sig_tvs,
1018 and remember the names from the original HsForAllTy in the TcSigFun.
1019
1020 Note [Signature skolems]
1021 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1022 When instantiating a type signature, we do so with either skolems or
1023 SigTv meta-type variables depending on the use_skols boolean.  This
1024 variable is set True when we are typechecking a single function
1025 binding; and False for pattern bindings and a group of several
1026 function bindings.
1027
1028 Reason: in the latter cases, the "skolems" can be unified together, 
1029         so they aren't properly rigid in the type-refinement sense.
1030 NB: unless we are doing H98, each function with a sig will be done
1031     separately, even if it's mutually recursive, so use_skols will be True
1032
1033
1034 Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
1035 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1036 We are careful to keep only the *lexically scoped* type variables in
1037 the type environment.  Why?  After all, the renamer has ensured
1038 that only legal occurrences occur, so we could put all type variables
1039 into the type env.
1040
1041 But we want to check that two distinct lexically scoped type variables
1042 do not map to the same internal type variable.  So we need to know which
1043 the lexically-scoped ones are... and at the moment we do that by putting
1044 only the lexically scoped ones into the environment.
1045
1046 Note [Instantiate sig with fresh variables]
1047 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1048 It's vital to instantiate a type signature with fresh variables.
1049 For example:
1050       type T = forall a. [a] -> [a]
1051       f :: T; 
1052       f = g where { g :: T; g = <rhs> }
1053
1054  We must not use the same 'a' from the defn of T at both places!!
1055 (Instantiation is only necessary because of type synonyms.  Otherwise,
1056 it's all cool; each signature has distinct type variables from the renamer.)
1057
1058 \begin{code}
1059 type SigFun = Name -> Maybe ([Name], SrcSpan)
1060          -- Maps a let-binder to the list of
1061          -- type variables brought into scope
1062          -- by its type signature, plus location
1063          -- Nothing => no type signature
1064
1065 mkSigFun :: [LSig Name] -> SigFun
1066 -- Search for a particular type signature
1067 -- Precondition: the sigs are all type sigs
1068 -- Precondition: no duplicates
1069 mkSigFun sigs = lookupNameEnv env
1070   where
1071     env = mkNameEnv (mapCatMaybes mk_pair sigs)
1072     mk_pair (L loc (TypeSig (L _ name) lhs_ty)) = Just (name, (hsExplicitTvs lhs_ty, loc))
1073     mk_pair (L loc (IdSig id))                  = Just (idName id, ([], loc))
1074     mk_pair _                                   = Nothing    
1075         -- The scoped names are the ones explicitly mentioned
1076         -- in the HsForAll.  (There may be more in sigma_ty, because
1077         -- of nested type synonyms.  See Note [More instantiated than scoped].)
1078         -- See Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
1079 \end{code}
1080
1081 \begin{code}
1082 tcTySig :: LSig Name -> TcM TcId
1083 tcTySig (L span (TypeSig (L _ name) ty))
1084   = setSrcSpan span             $
1085     do  { sigma_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt name) ty
1086         ; return (mkLocalId name sigma_ty) }
1087 tcTySig (L _ (IdSig id))
1088   = return id
1089 tcTySig s = pprPanic "tcTySig" (ppr s)
1090
1091 -------------------
1092 tcInstSigs :: SigFun -> [Name] -> TcM TcSigFun
1093 tcInstSigs sig_fn bndrs
1094   = do { prs <- mapMaybeM (tcInstSig sig_fn use_skols) bndrs
1095        ; return (lookupNameEnv (mkNameEnv prs)) }
1096   where
1097     use_skols = isSingleton bndrs       -- See Note [Signature skolems]
1098
1099 tcInstSig :: SigFun -> Bool -> Name -> TcM (Maybe (Name, TcSigInfo))
1100 -- For use_skols :: Bool see Note [Signature skolems]
1101 --
1102 -- We must instantiate with fresh uniques, 
1103 -- (see Note [Instantiate sig with fresh variables])
1104 -- although we keep the same print-name.
1105
1106 tcInstSig sig_fn use_skols name
1107   | Just (scoped_tvs, loc) <- sig_fn name
1108   = do  { poly_id <- tcLookupId name    -- Cannot fail; the poly ids are put into 
1109                                         -- scope when starting the binding group
1110         ; let poly_ty = idType poly_id
1111         ; (tvs, theta, tau) <- if use_skols
1112                                then tcInstType tcInstSkolTyVars poly_ty
1113                                else tcInstType tcInstSigTyVars  poly_ty
1114         ; let sig = TcSigInfo { sig_id = poly_id
1115                               , sig_scoped = scoped_tvs
1116                               , sig_tvs = tvs, sig_theta = theta, sig_tau = tau
1117                               , sig_loc = loc }
1118         ; return (Just (name, sig)) } 
1119   | otherwise
1120   = return Nothing
1121
1122 -------------------------------
1123 data GeneralisationPlan 
1124   = NoGen               -- No generalisation, no AbsBinds
1125   | InferGen Bool       -- Implicit generalisation; there is an AbsBinds
1126                         --   True <=> apply the MR; generalise only unconstrained type vars
1127   | CheckGen TcSigInfo  -- Explicit generalisation; there is an AbsBinds
1128
1129 -- A consequence of the no-AbsBinds choice (NoGen) is that there is
1130 -- no "polymorphic Id" and "monmomorphic Id"; there is just the one
1131
1132 instance Outputable GeneralisationPlan where
1133   ppr NoGen        = ptext (sLit "NoGen")
1134   ppr (InferGen b) = ptext (sLit "InferGen") <+> ppr b
1135   ppr (CheckGen s) = ptext (sLit "CheckGen") <+> ppr s
1136
1137 decideGeneralisationPlan 
1138    :: DynFlags -> TopLevelFlag -> [Name] -> [LHsBind Name] -> TcSigFun -> GeneralisationPlan
1139 decideGeneralisationPlan dflags top_lvl _bndrs binds sig_fn
1140   | bang_pat_binds                         = NoGen
1141   | mono_pat_binds                         = NoGen
1142   | Just sig <- one_funbind_with_sig binds = if null (sig_tvs sig) && null (sig_theta sig)
1143                                              then NoGen       -- Optimise common case
1144                                              else CheckGen sig
1145   | (xopt Opt_MonoLocalBinds dflags 
1146       && isNotTopLevel top_lvl)            = NoGen
1147   | otherwise                              = InferGen mono_restriction
1148
1149   where
1150     bang_pat_binds = any (isBangHsBind . unLoc) binds
1151        -- Bang patterns must not be polymorphic,
1152        -- because we are going to force them
1153        -- See Trac #4498
1154
1155     mono_pat_binds = xopt Opt_MonoPatBinds dflags
1156                   && any (is_pat_bind . unLoc) binds
1157
1158     mono_restriction = xopt Opt_MonomorphismRestriction dflags 
1159                     && any (restricted . unLoc) binds
1160
1161     no_sig n = isNothing (sig_fn n)
1162
1163     -- With OutsideIn, all nested bindings are monomorphic
1164     -- except a single function binding with a signature
1165     one_funbind_with_sig [L _ FunBind { fun_id = v }] = sig_fn (unLoc v)
1166     one_funbind_with_sig _                            = Nothing
1167
1168     -- The Haskell 98 monomorphism resetriction
1169     restricted (PatBind {})                              = True
1170     restricted (VarBind { var_id = v })                  = no_sig v
1171     restricted (FunBind { fun_id = v, fun_matches = m }) = restricted_match m
1172                                                            && no_sig (unLoc v)
1173     restricted (AbsBinds {}) = panic "isRestrictedGroup/unrestricted AbsBinds"
1174
1175     restricted_match (MatchGroup (L _ (Match [] _ _) : _) _) = True
1176     restricted_match _                                       = False
1177         -- No args => like a pattern binding
1178         -- Some args => a function binding
1179
1180     is_pat_bind (PatBind {}) = True
1181     is_pat_bind _            = False
1182
1183 -------------------
1184 checkStrictBinds :: TopLevelFlag -> RecFlag
1185                  -> [LHsBind Name] -> [Id]
1186                  -> TcM ()
1187 -- Check that non-overloaded unlifted bindings are
1188 --      a) non-recursive,
1189 --      b) not top level, 
1190 --      c) not a multiple-binding group (more or less implied by (a))
1191
1192 checkStrictBinds top_lvl rec_group binds poly_ids
1193   | unlifted || bang_pat
1194   = do  { checkTc (isNotTopLevel top_lvl)
1195                   (strictBindErr "Top-level" unlifted binds)
1196         ; checkTc (isNonRec rec_group)
1197                   (strictBindErr "Recursive" unlifted binds)
1198         ; checkTc (isSingleton binds)
1199                   (strictBindErr "Multiple" unlifted binds)
1200         -- This should be a checkTc, not a warnTc, but as of GHC 6.11
1201         -- the versions of alex and happy available have non-conforming
1202         -- templates, so the GHC build fails if it's an error:
1203         ; warnUnlifted <- doptM Opt_WarnLazyUnliftedBindings
1204         ; warnTc (warnUnlifted && not bang_pat && lifted_pat)
1205                  -- No outer bang, but it's a compound pattern
1206                  -- E.g   (I# x#) = blah
1207                  -- Warn about this, but not about
1208                  --      x# = 4# +# 1#
1209                  --      (# a, b #) = ...
1210                  (unliftedMustBeBang binds) }
1211   | otherwise
1212   = return ()
1213   where
1214     unlifted    = any is_unlifted poly_ids
1215     bang_pat    = any (isBangHsBind . unLoc) binds
1216     lifted_pat  = any (isLiftedPatBind . unLoc) binds
1217     is_unlifted id = case tcSplitForAllTys (idType id) of
1218                        (_, rho) -> isUnLiftedType rho
1219
1220 unliftedMustBeBang :: [LHsBind Name] -> SDoc
1221 unliftedMustBeBang binds
1222   = hang (text "Pattern bindings containing unlifted types should use an outermost bang pattern:")
1223        2 (pprBindList binds)
1224
1225 strictBindErr :: String -> Bool -> [LHsBind Name] -> SDoc
1226 strictBindErr flavour unlifted binds
1227   = hang (text flavour <+> msg <+> ptext (sLit "aren't allowed:")) 
1228        2 (pprBindList binds)
1229   where
1230     msg | unlifted  = ptext (sLit "bindings for unlifted types")
1231         | otherwise = ptext (sLit "bang-pattern bindings")
1232
1233 pprBindList :: [LHsBind Name] -> SDoc
1234 pprBindList binds = vcat (map ppr binds)
1235 \end{code}
1236
1237
1238 %************************************************************************
1239 %*                                                                      *
1240 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
1241 %*                                                                      *
1242 %************************************************************************
1243
1244
1245 \begin{code}
1246 -- This one is called on LHS, when pat and grhss are both Name 
1247 -- and on RHS, when pat is TcId and grhss is still Name
1248 patMonoBindsCtxt :: OutputableBndr id => LPat id -> GRHSs Name -> SDoc
1249 patMonoBindsCtxt pat grhss
1250   = hang (ptext (sLit "In a pattern binding:")) 2 (pprPatBind pat grhss)
1251
1252 -----------------------------------------------
1253 sigContextsCtxt :: TcSigInfo -> TcSigInfo -> SDoc
1254 sigContextsCtxt sig1 sig2
1255   = vcat [ptext (sLit "When matching the contexts of the signatures for"), 
1256           nest 2 (vcat [ppr id1 <+> dcolon <+> ppr (idType id1),
1257                         ppr id2 <+> dcolon <+> ppr (idType id2)]),
1258           ptext (sLit "The signature contexts in a mutually recursive group should all be identical")]
1259   where
1260     id1 = sig_id sig1
1261     id2 = sig_id sig2
1262 \end{code}