Use OPTIONS rather than OPTIONS_GHC for pragmas
[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 {-# OPTIONS -w #-}
9 -- The above warning supression flag is a temporary kludge.
10 -- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
11 -- any warnings in the module. See
12 --     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/CodingStyle#Warnings
13 -- for details
14
15 module TcBinds ( tcLocalBinds, tcTopBinds, 
16                  tcHsBootSigs, tcMonoBinds, 
17                  TcPragFun, tcSpecPrag, tcPrags, mkPragFun, 
18                  TcSigInfo(..), TcSigFun, mkTcSigFun,
19                  badBootDeclErr ) where
20
21 #include "HsVersions.h"
22
23 import {-# SOURCE #-} TcMatches ( tcGRHSsPat, tcMatchesFun )
24 import {-# SOURCE #-} TcExpr  ( tcMonoExpr )
25
26 import DynFlags
27 import HsSyn
28 import TcHsSyn
29
30 import TcRnMonad
31 import Inst
32 import TcEnv
33 import TcUnify
34 import TcSimplify
35 import TcHsType
36 import TcPat
37 import TcMType
38 import TcType
39 import {- Kind parts of -} Type
40 import Coercion
41 import VarEnv
42 import TysPrim
43 import Id
44 import IdInfo
45 import Var ( TyVar )
46 import Name
47 import NameSet
48 import NameEnv
49 import VarSet
50 import SrcLoc
51 import Bag
52 import ErrUtils
53 import Digraph
54 import Maybes
55 import List
56 import Util
57 import BasicTypes
58 import Outputable
59 \end{code}
60
61
62 %************************************************************************
63 %*                                                                      *
64 \subsection{Type-checking bindings}
65 %*                                                                      *
66 %************************************************************************
67
68 @tcBindsAndThen@ typechecks a @HsBinds@.  The "and then" part is because
69 it needs to know something about the {\em usage} of the things bound,
70 so that it can create specialisations of them.  So @tcBindsAndThen@
71 takes a function which, given an extended environment, E, typechecks
72 the scope of the bindings returning a typechecked thing and (most
73 important) an LIE.  It is this LIE which is then used as the basis for
74 specialising the things bound.
75
76 @tcBindsAndThen@ also takes a "combiner" which glues together the
77 bindings and the "thing" to make a new "thing".
78
79 The real work is done by @tcBindWithSigsAndThen@.
80
81 Recursive and non-recursive binds are handled in essentially the same
82 way: because of uniques there are no scoping issues left.  The only
83 difference is that non-recursive bindings can bind primitive values.
84
85 Even for non-recursive binding groups we add typings for each binder
86 to the LVE for the following reason.  When each individual binding is
87 checked the type of its LHS is unified with that of its RHS; and
88 type-checking the LHS of course requires that the binder is in scope.
89
90 At the top-level the LIE is sure to contain nothing but constant
91 dictionaries, which we resolve at the module level.
92
93 \begin{code}
94 tcTopBinds :: HsValBinds Name -> TcM (LHsBinds TcId, TcLclEnv)
95         -- Note: returning the TcLclEnv is more than we really
96         --       want.  The bit we care about is the local bindings
97         --       and the free type variables thereof
98 tcTopBinds binds
99   = do  { (ValBindsOut prs _, env) <- tcValBinds TopLevel binds getLclEnv
100         ; return (foldr (unionBags . snd) emptyBag prs, env) }
101         -- The top level bindings are flattened into a giant 
102         -- implicitly-mutually-recursive LHsBinds
103
104 tcHsBootSigs :: HsValBinds Name -> TcM [Id]
105 -- A hs-boot file has only one BindGroup, and it only has type
106 -- signatures in it.  The renamer checked all this
107 tcHsBootSigs (ValBindsOut binds sigs)
108   = do  { checkTc (null binds) badBootDeclErr
109         ; mapM (addLocM tc_boot_sig) (filter isVanillaLSig sigs) }
110   where
111     tc_boot_sig (TypeSig (L _ name) ty)
112       = do { sigma_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt name) ty
113            ; return (mkVanillaGlobal name sigma_ty vanillaIdInfo) }
114         -- Notice that we make GlobalIds, not LocalIds
115 tcHsBootSigs groups = pprPanic "tcHsBootSigs" (ppr groups)
116
117 badBootDeclErr :: Message
118 badBootDeclErr = ptext SLIT("Illegal declarations in an hs-boot file")
119
120 ------------------------
121 tcLocalBinds :: HsLocalBinds Name -> TcM thing
122              -> TcM (HsLocalBinds TcId, thing)
123
124 tcLocalBinds EmptyLocalBinds thing_inside 
125   = do  { thing <- thing_inside
126         ; return (EmptyLocalBinds, thing) }
127
128 tcLocalBinds (HsValBinds binds) thing_inside
129   = do  { (binds', thing) <- tcValBinds NotTopLevel binds thing_inside
130         ; return (HsValBinds binds', thing) }
131
132 tcLocalBinds (HsIPBinds (IPBinds ip_binds _)) thing_inside
133   = do  { (thing, lie) <- getLIE thing_inside
134         ; (avail_ips, ip_binds') <- mapAndUnzipM (wrapLocSndM tc_ip_bind) ip_binds
135
136         -- If the binding binds ?x = E, we  must now 
137         -- discharge any ?x constraints in expr_lie
138         ; dict_binds <- tcSimplifyIPs avail_ips lie
139         ; return (HsIPBinds (IPBinds ip_binds' dict_binds), thing) }
140   where
141         -- I wonder if we should do these one at at time
142         -- Consider     ?x = 4
143         --              ?y = ?x + 1
144     tc_ip_bind (IPBind ip expr)
145       = newFlexiTyVarTy argTypeKind             `thenM` \ ty ->
146         newIPDict (IPBindOrigin ip) ip ty       `thenM` \ (ip', ip_inst) ->
147         tcMonoExpr expr ty                      `thenM` \ expr' ->
148         returnM (ip_inst, (IPBind ip' expr'))
149
150 ------------------------
151 tcValBinds :: TopLevelFlag 
152            -> HsValBinds Name -> TcM thing
153            -> TcM (HsValBinds TcId, thing) 
154
155 tcValBinds top_lvl (ValBindsIn binds sigs) thing_inside
156   = pprPanic "tcValBinds" (ppr binds)
157
158 tcValBinds top_lvl (ValBindsOut binds sigs) thing_inside
159   = do  {       -- Typecheck the signature
160         ; let { prag_fn = mkPragFun sigs
161               ; ty_sigs = filter isVanillaLSig sigs
162               ; sig_fn  = mkTcSigFun ty_sigs }
163
164         ; poly_ids <- mapM tcTySig ty_sigs
165                 -- No recovery from bad signatures, because the type sigs
166                 -- may bind type variables, so proceeding without them
167                 -- can lead to a cascade of errors
168                 -- ToDo: this means we fall over immediately if any type sig
169                 -- is wrong, which is over-conservative, see Trac bug #745
170
171                 -- Extend the envt right away with all 
172                 -- the Ids declared with type signatures
173         ; poly_rec <- doptM Opt_RelaxedPolyRec
174         ; (binds', thing) <- tcExtendIdEnv poly_ids $
175                              tc_val_binds poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn 
176                                           binds thing_inside
177
178         ; return (ValBindsOut binds' sigs, thing) }
179
180 ------------------------
181 tc_val_binds :: Bool -> TopLevelFlag -> TcSigFun -> TcPragFun
182              -> [(RecFlag, LHsBinds Name)] -> TcM thing
183              -> TcM ([(RecFlag, LHsBinds TcId)], thing)
184 -- Typecheck a whole lot of value bindings,
185 -- one strongly-connected component at a time
186
187 tc_val_binds poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn [] thing_inside
188   = do  { thing <- thing_inside
189         ; return ([], thing) }
190
191 tc_val_binds poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn (group : groups) thing_inside
192   = do  { (group', (groups', thing))
193                 <- tc_group poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn group $ 
194                    tc_val_binds poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn groups thing_inside
195         ; return (group' ++ groups', thing) }
196
197 ------------------------
198 tc_group :: Bool -> TopLevelFlag -> TcSigFun -> TcPragFun
199          -> (RecFlag, LHsBinds Name) -> TcM thing
200          -> TcM ([(RecFlag, LHsBinds TcId)], thing)
201
202 -- Typecheck one strongly-connected component of the original program.
203 -- We get a list of groups back, because there may 
204 -- be specialisations etc as well
205
206 tc_group poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn (NonRecursive, binds) thing_inside
207         -- A single non-recursive binding
208         -- We want to keep non-recursive things non-recursive
209         -- so that we desugar unlifted bindings correctly
210  =  do  { (binds, thing) <- tc_haskell98 top_lvl sig_fn prag_fn NonRecursive binds thing_inside
211         ; return ([(NonRecursive, b) | b <- binds], thing) }
212
213 tc_group poly_rec top_lvl sig_fn prag_fn (Recursive, binds) thing_inside
214   | not poly_rec        -- Recursive group, normal Haskell 98 route
215   = do  { (binds1, thing) <- tc_haskell98 top_lvl sig_fn prag_fn Recursive binds thing_inside
216         ; return ([(Recursive, unionManyBags binds1)], thing) }
217
218   | otherwise           -- Recursive group, with gla-exts
219   =     -- To maximise polymorphism (with -fglasgow-exts), we do a new 
220         -- strongly-connected-component analysis, this time omitting 
221         -- any references to variables with type signatures.
222         --
223         -- Notice that the bindInsts thing covers *all* the bindings in the original
224         -- group at once; an earlier one may use a later one!
225     do  { traceTc (text "tc_group rec" <+> pprLHsBinds binds)
226         ; (binds1,thing) <- bindLocalInsts top_lvl $
227                             go (stronglyConnComp (mkEdges sig_fn binds))
228         ; return ([(Recursive, unionManyBags binds1)], thing) }
229                 -- Rec them all together
230   where
231 --  go :: SCC (LHsBind Name) -> TcM ([LHsBind TcId], [TcId], thing)
232     go (scc:sccs) = do  { (binds1, ids1) <- tc_scc scc
233                         ; (binds2, ids2, thing) <- tcExtendIdEnv ids1 $ go sccs
234                         ; return (binds1 ++ binds2, ids1 ++ ids2, thing) }
235     go []         = do  { thing <- thing_inside; return ([], [], thing) }
236
237     tc_scc (AcyclicSCC bind) = tc_sub_group NonRecursive (unitBag bind)
238     tc_scc (CyclicSCC binds) = tc_sub_group Recursive    (listToBag binds)
239
240     tc_sub_group = tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn Recursive
241
242 tc_haskell98 top_lvl sig_fn prag_fn rec_flag binds thing_inside
243   = bindLocalInsts top_lvl $ do
244     { (binds1, ids) <- tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn rec_flag rec_flag binds
245     ; thing <- tcExtendIdEnv ids thing_inside
246     ; return (binds1, ids, thing) }
247
248 ------------------------
249 bindLocalInsts :: TopLevelFlag -> TcM ([LHsBinds TcId], [TcId], a) -> TcM ([LHsBinds TcId], a)
250 bindLocalInsts top_lvl thing_inside
251   | isTopLevel top_lvl = do { (binds, ids, thing) <- thing_inside; return (binds, thing) }
252         -- For the top level don't bother with all this bindInstsOfLocalFuns stuff. 
253         -- All the top level things are rec'd together anyway, so it's fine to
254         -- leave them to the tcSimplifyTop, and quite a bit faster too
255
256   | otherwise   -- Nested case
257   = do  { ((binds, ids, thing), lie) <- getLIE thing_inside
258         ; lie_binds <- bindInstsOfLocalFuns lie ids
259         ; return (binds ++ [lie_binds], thing) }
260
261 ------------------------
262 mkEdges :: TcSigFun -> LHsBinds Name
263         -> [(LHsBind Name, BKey, [BKey])]
264
265 type BKey  = Int -- Just number off the bindings
266
267 mkEdges sig_fn binds
268   = [ (bind, key, [key | n <- nameSetToList (bind_fvs (unLoc bind)),
269                          Just key <- [lookupNameEnv key_map n], no_sig n ])
270     | (bind, key) <- keyd_binds
271     ]
272   where
273     no_sig :: Name -> Bool
274     no_sig n = isNothing (sig_fn n)
275
276     keyd_binds = bagToList binds `zip` [0::BKey ..]
277
278     key_map :: NameEnv BKey     -- Which binding it comes from
279     key_map = mkNameEnv [(bndr, key) | (L _ bind, key) <- keyd_binds
280                                      , bndr <- bindersOfHsBind bind ]
281
282 bindersOfHsBind :: HsBind Name -> [Name]
283 bindersOfHsBind (PatBind { pat_lhs = pat })  = collectPatBinders pat
284 bindersOfHsBind (FunBind { fun_id = L _ f }) = [f]
285
286 ------------------------
287 tcPolyBinds :: TopLevelFlag -> TcSigFun -> TcPragFun
288             -> RecFlag                  -- Whether the group is really recursive
289             -> RecFlag                  -- Whether it's recursive after breaking
290                                         -- dependencies based on type signatures
291             -> LHsBinds Name
292             -> TcM ([LHsBinds TcId], [TcId])
293
294 -- Typechecks a single bunch of bindings all together, 
295 -- and generalises them.  The bunch may be only part of a recursive
296 -- group, because we use type signatures to maximise polymorphism
297 --
298 -- Returns a list because the input may be a single non-recursive binding,
299 -- in which case the dependency order of the resulting bindings is
300 -- important.  
301 -- 
302 -- Knows nothing about the scope of the bindings
303
304 tcPolyBinds top_lvl sig_fn prag_fn rec_group rec_tc binds
305   = let 
306         bind_list    = bagToList binds
307         binder_names = collectHsBindBinders binds
308         loc          = getLoc (head bind_list)
309                 -- TODO: location a bit awkward, but the mbinds have been
310                 --       dependency analysed and may no longer be adjacent
311     in
312         -- SET UP THE MAIN RECOVERY; take advantage of any type sigs
313     setSrcSpan loc                              $
314     recoverM (recoveryCode binder_names sig_fn) $ do 
315
316   { traceTc (ptext SLIT("------------------------------------------------"))
317   ; traceTc (ptext SLIT("Bindings for") <+> ppr binder_names)
318
319         -- TYPECHECK THE BINDINGS
320   ; ((binds', mono_bind_infos), lie_req) 
321         <- getLIE (tcMonoBinds bind_list sig_fn rec_tc)
322   ; traceTc (text "temp" <+> (ppr binds' $$ ppr lie_req))
323
324         -- CHECK FOR UNLIFTED BINDINGS
325         -- These must be non-recursive etc, and are not generalised
326         -- They desugar to a case expression in the end
327   ; zonked_mono_tys <- zonkTcTypes (map getMonoType mono_bind_infos)
328   ; is_strict <- checkStrictBinds top_lvl rec_group binds' 
329                                   zonked_mono_tys mono_bind_infos
330   ; if is_strict then
331     do  { extendLIEs lie_req
332         ; let exports = zipWith mk_export mono_bind_infos zonked_mono_tys
333               mk_export (name, Nothing,  mono_id) mono_ty = ([], mkLocalId name mono_ty, mono_id, [])
334               mk_export (name, Just sig, mono_id) mono_ty = ([], sig_id sig,             mono_id, [])
335                         -- ToDo: prags for unlifted bindings
336
337         ; return ( [unitBag $ L loc $ AbsBinds [] [] exports binds'],
338                    [poly_id | (_, poly_id, _, _) <- exports]) } -- Guaranteed zonked
339
340     else do     -- The normal lifted case: GENERALISE
341   { dflags <- getDOpts 
342   ; (tyvars_to_gen, dicts, dict_binds)
343         <- addErrCtxt (genCtxt (bndrNames mono_bind_infos)) $
344            generalise dflags top_lvl bind_list sig_fn mono_bind_infos lie_req
345
346         -- BUILD THE POLYMORPHIC RESULT IDs
347   ; let dict_ids = map instToId dicts
348   ; exports <- mapM (mkExport top_lvl prag_fn tyvars_to_gen (map idType dict_ids))
349                     mono_bind_infos
350
351   ; let poly_ids = [poly_id | (_, poly_id, _, _) <- exports]
352   ; traceTc (text "binding:" <+> ppr (poly_ids `zip` map idType poly_ids))
353
354   ; let abs_bind = L loc $ AbsBinds tyvars_to_gen
355                                     dict_ids exports
356                                     (dict_binds `unionBags` binds')
357
358   ; return ([unitBag abs_bind], poly_ids)       -- poly_ids are guaranteed zonked by mkExport
359   } }
360
361
362 --------------
363 mkExport :: TopLevelFlag -> TcPragFun -> [TyVar] -> [TcType]
364          -> MonoBindInfo
365          -> TcM ([TyVar], Id, Id, [LPrag])
366 -- mkExport generates exports with 
367 --      zonked type variables, 
368 --      zonked poly_ids
369 -- The former is just because no further unifications will change
370 -- the quantified type variables, so we can fix their final form
371 -- right now.
372 -- The latter is needed because the poly_ids are used to extend the
373 -- type environment; see the invariant on TcEnv.tcExtendIdEnv 
374
375 -- Pre-condition: the inferred_tvs are already zonked
376
377 mkExport top_lvl prag_fn inferred_tvs dict_tys (poly_name, mb_sig, mono_id)
378   = do  { warn_missing_sigs <- doptM Opt_WarnMissingSigs
379         ; let warn = isTopLevel top_lvl && warn_missing_sigs
380         ; (tvs, poly_id) <- mk_poly_id warn mb_sig
381
382         ; poly_id' <- zonkId poly_id
383         ; prags <- tcPrags poly_id' (prag_fn poly_name)
384                 -- tcPrags requires a zonked poly_id
385
386         ; return (tvs, poly_id', mono_id, prags) }
387   where
388     poly_ty = mkForAllTys inferred_tvs (mkFunTys dict_tys (idType mono_id))
389
390     mk_poly_id warn Nothing    = do { missingSigWarn warn poly_name poly_ty
391                                     ; return (inferred_tvs, mkLocalId poly_name poly_ty) }
392     mk_poly_id warn (Just sig) = do { tvs <- mapM zonk_tv (sig_tvs sig)
393                                     ; return (tvs,  sig_id sig) }
394
395     zonk_tv tv = do { ty <- zonkTcTyVar tv; return (tcGetTyVar "mkExport" ty) }
396
397 ------------------------
398 type TcPragFun = Name -> [LSig Name]
399
400 mkPragFun :: [LSig Name] -> TcPragFun
401 mkPragFun sigs = \n -> lookupNameEnv env n `orElse` []
402         where
403           prs = [(expectJust "mkPragFun" (sigName sig), sig) 
404                 | sig <- sigs, isPragLSig sig]
405           env = foldl add emptyNameEnv prs
406           add env (n,p) = extendNameEnv_Acc (:) singleton env n p
407
408 tcPrags :: Id -> [LSig Name] -> TcM [LPrag]
409 tcPrags poly_id prags = mapM (wrapLocM tc_prag) prags
410   where
411     tc_prag prag = addErrCtxt (pragSigCtxt prag) $ 
412                    tcPrag poly_id prag
413
414 pragSigCtxt prag = hang (ptext SLIT("In the pragma")) 2 (ppr prag)
415
416 tcPrag :: TcId -> Sig Name -> TcM Prag
417 -- Pre-condition: the poly_id is zonked
418 -- Reason: required by tcSubExp
419 tcPrag poly_id (SpecSig orig_name hs_ty inl) = tcSpecPrag poly_id hs_ty inl
420 tcPrag poly_id (SpecInstSig hs_ty)           = tcSpecPrag poly_id hs_ty defaultInlineSpec
421 tcPrag poly_id (InlineSig v inl)             = return (InlinePrag inl)
422
423
424 tcSpecPrag :: TcId -> LHsType Name -> InlineSpec -> TcM Prag
425 tcSpecPrag poly_id hs_ty inl
426   = do  { spec_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt (idName poly_id)) hs_ty
427         ; (co_fn, lie) <- getLIE (tcSubExp (idType poly_id) spec_ty)
428         ; extendLIEs lie
429         ; let const_dicts = map instToId lie
430         ; return (SpecPrag (mkHsWrap co_fn (HsVar poly_id)) spec_ty const_dicts inl) }
431         -- Most of the work of specialisation is done by 
432         -- the desugarer, guided by the SpecPrag
433   
434 --------------
435 -- If typechecking the binds fails, then return with each
436 -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise 
437 -- subsequent error messages
438 recoveryCode binder_names sig_fn
439   = do  { traceTc (text "tcBindsWithSigs: error recovery" <+> ppr binder_names)
440         ; poly_ids <- mapM mk_dummy binder_names
441         ; return ([], poly_ids) }
442   where
443     mk_dummy name 
444         | isJust (sig_fn name) = tcLookupId name        -- Had signature; look it up
445         | otherwise            = return (mkLocalId name forall_a_a)    -- No signature
446
447 forall_a_a :: TcType
448 forall_a_a = mkForAllTy alphaTyVar (mkTyVarTy alphaTyVar)
449
450
451 -- Check that non-overloaded unlifted bindings are
452 --      a) non-recursive,
453 --      b) not top level, 
454 --      c) not a multiple-binding group (more or less implied by (a))
455
456 checkStrictBinds :: TopLevelFlag -> RecFlag
457                  -> LHsBinds TcId -> [TcType] -> [MonoBindInfo]
458                  -> TcM Bool
459 checkStrictBinds top_lvl rec_group mbind mono_tys infos
460   | unlifted || bang_pat
461   = do  { checkTc (isNotTopLevel top_lvl)
462                   (strictBindErr "Top-level" unlifted mbind)
463         ; checkTc (isNonRec rec_group)
464                   (strictBindErr "Recursive" unlifted mbind)
465         ; checkTc (isSingletonBag mbind)
466                   (strictBindErr "Multiple" unlifted mbind) 
467         ; mapM_ check_sig infos
468         ; return True }
469   | otherwise
470   = return False
471   where
472     unlifted = any isUnLiftedType mono_tys
473     bang_pat = anyBag (isBangHsBind . unLoc) mbind
474     check_sig (_, Just sig, _) = checkTc (null (sig_tvs sig) && null (sig_theta sig))
475                                          (badStrictSig unlifted sig)
476     check_sig other            = return ()
477
478 strictBindErr flavour unlifted mbind
479   = hang (text flavour <+> msg <+> ptext SLIT("aren't allowed:")) 
480          4 (pprLHsBinds mbind)
481   where
482     msg | unlifted  = ptext SLIT("bindings for unlifted types")
483         | otherwise = ptext SLIT("bang-pattern bindings")
484
485 badStrictSig unlifted sig
486   = hang (ptext SLIT("Illegal polymorphic signature in") <+> msg)
487          4 (ppr sig)
488   where
489     msg | unlifted  = ptext SLIT("an unlifted binding")
490         | otherwise = ptext SLIT("a bang-pattern binding")
491 \end{code}
492
493
494 %************************************************************************
495 %*                                                                      *
496 \subsection{tcMonoBind}
497 %*                                                                      *
498 %************************************************************************
499
500 @tcMonoBinds@ deals with a perhaps-recursive group of HsBinds.
501 The signatures have been dealt with already.
502
503 \begin{code}
504 tcMonoBinds :: [LHsBind Name]
505             -> TcSigFun
506             -> RecFlag  -- Whether the binding is recursive for typechecking purposes
507                         -- i.e. the binders are mentioned in their RHSs, and
508                         --      we are not resuced by a type signature
509             -> TcM (LHsBinds TcId, [MonoBindInfo])
510
511 tcMonoBinds [L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, 
512                                 fun_matches = matches, bind_fvs = fvs })]
513             sig_fn              -- Single function binding,
514             NonRecursive        -- binder isn't mentioned in RHS,
515   | Nothing <- sig_fn name      -- ...with no type signature
516   =     -- In this very special case we infer the type of the
517         -- right hand side first (it may have a higher-rank type)
518         -- and *then* make the monomorphic Id for the LHS
519         -- e.g.         f = \(x::forall a. a->a) -> <body>
520         --      We want to infer a higher-rank type for f
521     setSrcSpan b_loc    $
522     do  { ((co_fn, matches'), rhs_ty) <- tcInfer (tcMatchesFun name inf matches)
523
524                 -- Check for an unboxed tuple type
525                 --      f = (# True, False #)
526                 -- Zonk first just in case it's hidden inside a meta type variable
527                 -- (This shows up as a (more obscure) kind error 
528                 --  in the 'otherwise' case of tcMonoBinds.)
529         ; zonked_rhs_ty <- zonkTcType rhs_ty
530         ; checkTc (not (isUnboxedTupleType zonked_rhs_ty))
531                   (unboxedTupleErr name zonked_rhs_ty)
532
533         ; mono_name <- newLocalName name
534         ; let mono_id = mkLocalId mono_name zonked_rhs_ty
535         ; return (unitBag (L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc mono_id, fun_infix = inf,
536                                               fun_matches = matches', bind_fvs = fvs,
537                                               fun_co_fn = co_fn, fun_tick = Nothing })),
538                   [(name, Nothing, mono_id)]) }
539
540 tcMonoBinds [L b_loc (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, 
541                                 fun_matches = matches, bind_fvs = fvs })]
542             sig_fn              -- Single function binding
543             non_rec     
544   | Just scoped_tvs <- sig_fn name      -- ...with a type signature
545   =     -- When we have a single function binding, with a type signature
546         -- we can (a) use genuine, rigid skolem constants for the type variables
547         --        (b) bring (rigid) scoped type variables into scope
548     setSrcSpan b_loc    $
549     do  { tc_sig <- tcInstSig True name scoped_tvs
550         ; mono_name <- newLocalName name
551         ; let mono_ty = sig_tau tc_sig
552               mono_id = mkLocalId mono_name mono_ty
553               rhs_tvs = [ (name, mkTyVarTy tv)
554                         | (name, tv) <- sig_scoped tc_sig `zip` sig_tvs tc_sig ]
555
556         ; (co_fn, matches') <- tcExtendTyVarEnv2 rhs_tvs    $
557                                tcMatchesFun mono_name inf matches mono_ty
558
559         ; let fun_bind' = FunBind { fun_id = L nm_loc mono_id, 
560                                     fun_infix = inf, fun_matches = matches',
561                                     bind_fvs = placeHolderNames, fun_co_fn = co_fn, 
562                                     fun_tick = Nothing }
563         ; return (unitBag (L b_loc fun_bind'),
564                   [(name, Just tc_sig, mono_id)]) }
565
566 tcMonoBinds binds sig_fn non_rec
567   = do  { tc_binds <- mapM (wrapLocM (tcLhs sig_fn)) binds
568
569         -- Bring the monomorphic Ids, into scope for the RHSs
570         ; let mono_info  = getMonoBindInfo tc_binds
571               rhs_id_env = [(name,mono_id) | (name, Nothing, mono_id) <- mono_info]
572                                 -- A monomorphic binding for each term variable that lacks 
573                                 -- a type sig.  (Ones with a sig are already in scope.)
574
575         ; binds' <- tcExtendIdEnv2    rhs_id_env $
576                     traceTc (text "tcMonoBinds" <+> vcat [ ppr n <+> ppr id <+> ppr (idType id) 
577                                                          | (n,id) <- rhs_id_env]) `thenM_`
578                     mapM (wrapLocM tcRhs) tc_binds
579         ; return (listToBag binds', mono_info) }
580
581 ------------------------
582 -- tcLhs typechecks the LHS of the bindings, to construct the environment in which
583 -- we typecheck the RHSs.  Basically what we are doing is this: for each binder:
584 --      if there's a signature for it, use the instantiated signature type
585 --      otherwise invent a type variable
586 -- You see that quite directly in the FunBind case.
587 -- 
588 -- But there's a complication for pattern bindings:
589 --      data T = MkT (forall a. a->a)
590 --      MkT f = e
591 -- Here we can guess a type variable for the entire LHS (which will be refined to T)
592 -- but we want to get (f::forall a. a->a) as the RHS environment.
593 -- The simplest way to do this is to typecheck the pattern, and then look up the
594 -- bound mono-ids.  Then we want to retain the typechecked pattern to avoid re-doing
595 -- it; hence the TcMonoBind data type in which the LHS is done but the RHS isn't
596
597 data TcMonoBind         -- Half completed; LHS done, RHS not done
598   = TcFunBind  MonoBindInfo  (Located TcId) Bool (MatchGroup Name) 
599   | TcPatBind [MonoBindInfo] (LPat TcId) (GRHSs Name) TcSigmaType
600
601 type MonoBindInfo = (Name, Maybe TcSigInfo, TcId)
602         -- Type signature (if any), and
603         -- the monomorphic bound things
604
605 bndrNames :: [MonoBindInfo] -> [Name]
606 bndrNames mbi = [n | (n,_,_) <- mbi]
607
608 getMonoType :: MonoBindInfo -> TcTauType
609 getMonoType (_,_,mono_id) = idType mono_id
610
611 tcLhs :: TcSigFun -> HsBind Name -> TcM TcMonoBind
612 tcLhs sig_fn (FunBind { fun_id = L nm_loc name, fun_infix = inf, fun_matches = matches })
613   = do  { mb_sig <- tcInstSig_maybe sig_fn name
614         ; mono_name <- newLocalName name
615         ; mono_ty   <- mk_mono_ty mb_sig
616         ; let mono_id = mkLocalId mono_name mono_ty
617         ; return (TcFunBind (name, mb_sig, mono_id) (L nm_loc mono_id) inf matches) }
618   where
619     mk_mono_ty (Just sig) = return (sig_tau sig)
620     mk_mono_ty Nothing    = newFlexiTyVarTy argTypeKind
621
622 tcLhs sig_fn bind@(PatBind { pat_lhs = pat, pat_rhs = grhss })
623   = do  { mb_sigs <- mapM (tcInstSig_maybe sig_fn) names
624         ; mono_pat_binds <- doptM Opt_MonoPatBinds
625                 -- With -fmono-pat-binds, we do no generalisation of pattern bindings
626                 -- But the signature can still be polymoprhic!
627                 --      data T = MkT (forall a. a->a)
628                 --      x :: forall a. a->a
629                 --      MkT x = <rhs>
630                 -- The function get_sig_ty decides whether the pattern-bound variables
631                 -- should have exactly the type in the type signature (-fmono-pat-binds), 
632                 -- or the instantiated version (-fmono-pat-binds)
633
634         ; let nm_sig_prs  = names `zip` mb_sigs
635               get_sig_ty | mono_pat_binds = idType . sig_id
636                          | otherwise      = sig_tau
637               tau_sig_env = mkNameEnv [ (name, get_sig_ty sig) 
638                                       | (name, Just sig) <- nm_sig_prs]
639               sig_tau_fn  = lookupNameEnv tau_sig_env
640
641               tc_pat exp_ty = tcLetPat sig_tau_fn pat exp_ty $
642                               mapM lookup_info nm_sig_prs
643
644                 -- After typechecking the pattern, look up the binder
645                 -- names, which the pattern has brought into scope.
646               lookup_info :: (Name, Maybe TcSigInfo) -> TcM MonoBindInfo
647               lookup_info (name, mb_sig) = do { mono_id <- tcLookupId name
648                                               ; return (name, mb_sig, mono_id) }
649
650         ; ((pat', infos), pat_ty) <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat grhss) $
651                                      tcInfer tc_pat
652
653         ; return (TcPatBind infos pat' grhss pat_ty) }
654   where
655     names = collectPatBinders pat
656
657
658 tcLhs sig_fn other_bind = pprPanic "tcLhs" (ppr other_bind)
659         -- AbsBind, VarBind impossible
660
661 -------------------
662 tcRhs :: TcMonoBind -> TcM (HsBind TcId)
663 tcRhs (TcFunBind info fun'@(L _ mono_id) inf matches)
664   = do  { (co_fn, matches') <- tcMatchesFun (idName mono_id) inf 
665                                             matches (idType mono_id)
666         ; return (FunBind { fun_id = fun', fun_infix = inf, fun_matches = matches',
667                             bind_fvs = placeHolderNames, fun_co_fn = co_fn,
668                             fun_tick = Nothing }) }
669
670 tcRhs bind@(TcPatBind _ pat' grhss pat_ty)
671   = do  { grhss' <- addErrCtxt (patMonoBindsCtxt pat' grhss) $
672                     tcGRHSsPat grhss pat_ty
673         ; return (PatBind { pat_lhs = pat', pat_rhs = grhss', pat_rhs_ty = pat_ty, 
674                             bind_fvs = placeHolderNames }) }
675
676
677 ---------------------
678 getMonoBindInfo :: [Located TcMonoBind] -> [MonoBindInfo]
679 getMonoBindInfo tc_binds
680   = foldr (get_info . unLoc) [] tc_binds
681   where
682     get_info (TcFunBind info _ _ _)  rest = info : rest
683     get_info (TcPatBind infos _ _ _) rest = infos ++ rest
684 \end{code}
685
686
687 %************************************************************************
688 %*                                                                      *
689                 Generalisation
690 %*                                                                      *
691 %************************************************************************
692
693 \begin{code}
694 generalise :: DynFlags -> TopLevelFlag 
695            -> [LHsBind Name] -> TcSigFun 
696            -> [MonoBindInfo] -> [Inst]
697            -> TcM ([TyVar], [Inst], TcDictBinds)
698 -- The returned [TyVar] are all ready to quantify
699
700 generalise dflags top_lvl bind_list sig_fn mono_infos lie_req
701   | isMonoGroup dflags bind_list
702   = do  { extendLIEs lie_req
703         ; return ([], [], emptyBag) }
704
705   | isRestrictedGroup dflags bind_list sig_fn   -- RESTRICTED CASE
706   =     -- Check signature contexts are empty 
707     do  { checkTc (all is_mono_sig sigs)
708                   (restrictedBindCtxtErr bndrs)
709
710         -- Now simplify with exactly that set of tyvars
711         -- We have to squash those Methods
712         ; (qtvs, binds) <- tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs 
713                                                 tau_tvs lie_req
714
715         -- Check that signature type variables are OK
716         ; final_qtvs <- checkSigsTyVars qtvs sigs
717
718         ; return (final_qtvs, [], binds) }
719
720   | null sigs   -- UNRESTRICTED CASE, NO TYPE SIGS
721   = tcSimplifyInfer doc tau_tvs lie_req
722
723   | otherwise   -- UNRESTRICTED CASE, WITH TYPE SIGS
724   = do  { sig_lie <- unifyCtxts sigs    -- sigs is non-empty; sig_lie is zonked
725         ; let   -- The "sig_avails" is the stuff available.  We get that from
726                 -- the context of the type signature, BUT ALSO the lie_avail
727                 -- so that polymorphic recursion works right (see Note [Polymorphic recursion])
728                 local_meths = [mkMethInst sig mono_id | (_, Just sig, mono_id) <- mono_infos]
729                 sig_avails = sig_lie ++ local_meths
730                 loc = sig_loc (head sigs)
731
732         -- Check that the needed dicts can be
733         -- expressed in terms of the signature ones
734         ; (qtvs, binds) <- tcSimplifyInferCheck loc tau_tvs sig_avails lie_req
735         
736         -- Check that signature type variables are OK
737         ; final_qtvs <- checkSigsTyVars qtvs sigs
738
739         ; returnM (final_qtvs, sig_lie, binds) }
740   where
741     bndrs   = bndrNames mono_infos
742     sigs    = [sig | (_, Just sig, _) <- mono_infos]
743     tau_tvs = foldr (unionVarSet . exactTyVarsOfType . getMonoType) emptyVarSet mono_infos
744                 -- NB: exactTyVarsOfType; see Note [Silly type synonym] 
745                 --     near defn of TcType.exactTyVarsOfType
746     is_mono_sig sig = null (sig_theta sig)
747     doc = ptext SLIT("type signature(s) for") <+> pprBinders bndrs
748
749     mkMethInst (TcSigInfo { sig_id = poly_id, sig_tvs = tvs, 
750                             sig_theta = theta, sig_loc = loc }) mono_id
751       = Method {tci_id = mono_id, tci_oid = poly_id, tci_tys = mkTyVarTys tvs,
752                 tci_theta = theta, tci_loc = loc}
753 \end{code}
754
755 unifyCtxts checks that all the signature contexts are the same
756 The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
757 must all have the same context (or none).
758
759 The trick here is that all the signatures should have the same
760 context, and we want to share type variables for that context, so that
761 all the right hand sides agree a common vocabulary for their type
762 constraints
763
764 We unify them because, with polymorphic recursion, their types
765 might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
766
767 \begin{code}
768 unifyCtxts :: [TcSigInfo] -> TcM [Inst]
769 -- Post-condition: the returned Insts are full zonked
770 unifyCtxts (sig1 : sigs)        -- Argument is always non-empty
771   = do  { mapM unify_ctxt sigs
772         ; theta <- zonkTcThetaType (sig_theta sig1)
773         ; newDictBndrs (sig_loc sig1) theta }
774   where
775     theta1 = sig_theta sig1
776     unify_ctxt :: TcSigInfo -> TcM ()
777     unify_ctxt sig@(TcSigInfo { sig_theta = theta })
778         = setSrcSpan (instLocSpan (sig_loc sig))        $
779           addErrCtxt (sigContextsCtxt sig1 sig)         $
780           do { cois <- unifyTheta theta1 theta
781              ; -- Check whether all coercions are identity coercions
782                -- That can happen if we have, say
783                --         f :: C [a]   => ...
784                --         g :: C (F a) => ...
785                -- where F is a type function and (F a ~ [a])
786                -- Then unification might succeed with a coercion.  But it's much
787                -- much simpler to require that such signatures have identical contexts
788                checkTc (all isIdentityCoercion cois)
789                        (ptext SLIT("Mutually dependent functions have syntactically distinct contexts"))
790              }
791
792 checkSigsTyVars :: [TcTyVar] -> [TcSigInfo] -> TcM [TcTyVar]
793 checkSigsTyVars qtvs sigs 
794   = do  { gbl_tvs <- tcGetGlobalTyVars
795         ; sig_tvs_s <- mappM (check_sig gbl_tvs) sigs
796
797         ; let   -- Sigh.  Make sure that all the tyvars in the type sigs
798                 -- appear in the returned ty var list, which is what we are
799                 -- going to generalise over.  Reason: we occasionally get
800                 -- silly types like
801                 --      type T a = () -> ()
802                 --      f :: T a
803                 --      f () = ()
804                 -- Here, 'a' won't appear in qtvs, so we have to add it
805                 sig_tvs = foldl extendVarSetList emptyVarSet sig_tvs_s
806                 all_tvs = varSetElems (extendVarSetList sig_tvs qtvs)
807         ; returnM all_tvs }
808   where
809     check_sig gbl_tvs (TcSigInfo {sig_id = id, sig_tvs = tvs, 
810                                   sig_theta = theta, sig_tau = tau})
811       = addErrCtxt (ptext SLIT("In the type signature for") <+> quotes (ppr id))        $
812         addErrCtxtM (sigCtxt id tvs theta tau)                                          $
813         do { tvs' <- checkDistinctTyVars tvs
814            ; ifM (any (`elemVarSet` gbl_tvs) tvs')
815                  (bleatEscapedTvs gbl_tvs tvs tvs') 
816            ; return tvs' }
817
818 checkDistinctTyVars :: [TcTyVar] -> TcM [TcTyVar]
819 -- (checkDistinctTyVars tvs) checks that the tvs from one type signature
820 -- are still all type variables, and all distinct from each other.  
821 -- It returns a zonked set of type variables.
822 -- For example, if the type sig is
823 --      f :: forall a b. a -> b -> b
824 -- we want to check that 'a' and 'b' haven't 
825 --      (a) been unified with a non-tyvar type
826 --      (b) been unified with each other (all distinct)
827
828 checkDistinctTyVars sig_tvs
829   = do  { zonked_tvs <- mapM zonkSigTyVar sig_tvs
830         ; foldlM check_dup emptyVarEnv (sig_tvs `zip` zonked_tvs)
831         ; return zonked_tvs }
832   where
833     check_dup :: TyVarEnv TcTyVar -> (TcTyVar, TcTyVar) -> TcM (TyVarEnv TcTyVar)
834         -- The TyVarEnv maps each zonked type variable back to its
835         -- corresponding user-written signature type variable
836     check_dup acc (sig_tv, zonked_tv)
837         = case lookupVarEnv acc zonked_tv of
838                 Just sig_tv' -> bomb_out sig_tv sig_tv'
839
840                 Nothing -> return (extendVarEnv acc zonked_tv sig_tv)
841
842     bomb_out sig_tv1 sig_tv2
843        = do { env0 <- tcInitTidyEnv
844             ; let (env1, tidy_tv1) = tidyOpenTyVar env0 sig_tv1
845                   (env2, tidy_tv2) = tidyOpenTyVar env1 sig_tv2
846                   msg = ptext SLIT("Quantified type variable") <+> quotes (ppr tidy_tv1) 
847                          <+> ptext SLIT("is unified with another quantified type variable") 
848                          <+> quotes (ppr tidy_tv2)
849             ; failWithTcM (env2, msg) }
850        where
851 \end{code}
852
853
854 @getTyVarsToGen@ decides what type variables to generalise over.
855
856 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
857 for a definition -- we bind no dictionaries, and
858 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
859
860 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
861 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
862 we may well know more.  For example (this actually came up)
863         f :: Array Int Int
864         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
865 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
866 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
867 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
868 Int literals!
869
870 Find all the type variables involved in overloading, the
871 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
872 generalise.  We must be careful about doing this:
873
874  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
875         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
876         up printed out in interface files!  Notorious example:
877                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
878         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
879         Another, more common, example is when there's a Method inst in
880         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
881         type variables.
882   [NOTE: Jan 2001: I don't understand the problem here so I'm doing 
883         the simple thing instead]
884
885  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
886         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
887         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
888
889 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
890 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
891 find which tyvars are constrained.
892
893 Note [Polymorphic recursion]
894 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
895 The game plan for polymorphic recursion in the code above is 
896
897         * Bind any variable for which we have a type signature
898           to an Id with a polymorphic type.  Then when type-checking 
899           the RHSs we'll make a full polymorphic call.
900
901 This fine, but if you aren't a bit careful you end up with a horrendous
902 amount of partial application and (worse) a huge space leak. For example:
903
904         f :: Eq a => [a] -> [a]
905         f xs = ...f...
906
907 If we don't take care, after typechecking we get
908
909         f = /\a -> \d::Eq a -> let f' = f a d
910                                in
911                                \ys:[a] -> ...f'...
912
913 Notice the the stupid construction of (f a d), which is of course
914 identical to the function we're executing.  In this case, the
915 polymorphic recursion isn't being used (but that's a very common case).
916 This can lead to a massive space leak, from the following top-level defn
917 (post-typechecking)
918
919         ff :: [Int] -> [Int]
920         ff = f Int dEqInt
921
922 Now (f dEqInt) evaluates to a lambda that has f' as a free variable; but
923 f' is another thunk which evaluates to the same thing... and you end
924 up with a chain of identical values all hung onto by the CAF ff.
925
926         ff = f Int dEqInt
927
928            = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
929
930            = let f' = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
931                       in \ys. ...f'...
932
933 Etc.
934
935 NOTE: a bit of arity anaysis would push the (f a d) inside the (\ys...),
936 which would make the space leak go away in this case
937
938 Solution: when typechecking the RHSs we always have in hand the
939 *monomorphic* Ids for each binding.  So we just need to make sure that
940 if (Method f a d) shows up in the constraints emerging from (...f...)
941 we just use the monomorphic Id.  We achieve this by adding monomorphic Ids
942 to the "givens" when simplifying constraints.  That's what the "lies_avail"
943 is doing.
944
945 Then we get
946
947         f = /\a -> \d::Eq a -> letrec
948                                  fm = \ys:[a] -> ...fm...
949                                in
950                                fm
951
952
953
954 %************************************************************************
955 %*                                                                      *
956                 Signatures
957 %*                                                                      *
958 %************************************************************************
959
960 Type signatures are tricky.  See Note [Signature skolems] in TcType
961
962 @tcSigs@ checks the signatures for validity, and returns a list of
963 {\em freshly-instantiated} signatures.  That is, the types are already
964 split up, and have fresh type variables installed.  All non-type-signature
965 "RenamedSigs" are ignored.
966
967 The @TcSigInfo@ contains @TcTypes@ because they are unified with
968 the variable's type, and after that checked to see whether they've
969 been instantiated.
970
971 \begin{code}
972 type TcSigFun = Name -> Maybe [Name]    -- Maps a let-binder to the list of
973                                         -- type variables brought into scope
974                                         -- by its type signature.
975                                         -- Nothing => no type signature
976
977 mkTcSigFun :: [LSig Name] -> TcSigFun
978 -- Search for a particular type signature
979 -- Precondition: the sigs are all type sigs
980 -- Precondition: no duplicates
981 mkTcSigFun sigs = lookupNameEnv env
982   where
983     env = mkNameEnv [(name, hsExplicitTvs lhs_ty)
984                     | L span (TypeSig (L _ name) lhs_ty) <- sigs]
985         -- The scoped names are the ones explicitly mentioned
986         -- in the HsForAll.  (There may be more in sigma_ty, because
987         -- of nested type synonyms.  See Note [Scoped] with TcSigInfo.)
988         -- See Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
989
990 ---------------
991 data TcSigInfo
992   = TcSigInfo {
993         sig_id     :: TcId,             --  *Polymorphic* binder for this value...
994
995         sig_scoped :: [Name],           -- Names for any scoped type variables
996                                         -- Invariant: correspond 1-1 with an initial
997                                         -- segment of sig_tvs (see Note [Scoped])
998
999         sig_tvs    :: [TcTyVar],        -- Instantiated type variables
1000                                         -- See Note [Instantiate sig]
1001
1002         sig_theta  :: TcThetaType,      -- Instantiated theta
1003         sig_tau    :: TcTauType,        -- Instantiated tau
1004         sig_loc    :: InstLoc           -- The location of the signature
1005     }
1006
1007
1008 --      Note [Only scoped tyvars are in the TyVarEnv]
1009 -- We are careful to keep only the *lexically scoped* type variables in
1010 -- the type environment.  Why?  After all, the renamer has ensured
1011 -- that only legal occurrences occur, so we could put all type variables
1012 -- into the type env.
1013 --
1014 -- But we want to check that two distinct lexically scoped type variables
1015 -- do not map to the same internal type variable.  So we need to know which
1016 -- the lexically-scoped ones are... and at the moment we do that by putting
1017 -- only the lexically scoped ones into the environment.
1018
1019
1020 --      Note [Scoped]
1021 -- There may be more instantiated type variables than scoped 
1022 -- ones.  For example:
1023 --      type T a = forall b. b -> (a,b)
1024 --      f :: forall c. T c
1025 -- Here, the signature for f will have one scoped type variable, c,
1026 -- but two instantiated type variables, c' and b'.  
1027 --
1028 -- We assume that the scoped ones are at the *front* of sig_tvs,
1029 -- and remember the names from the original HsForAllTy in sig_scoped
1030
1031 --      Note [Instantiate sig]
1032 -- It's vital to instantiate a type signature with fresh variables.
1033 -- For example:
1034 --      type S = forall a. a->a
1035 --      f,g :: S
1036 --      f = ...
1037 --      g = ...
1038 -- Here, we must use distinct type variables when checking f,g's right hand sides.
1039 -- (Instantiation is only necessary because of type synonyms.  Otherwise,
1040 -- it's all cool; each signature has distinct type variables from the renamer.)
1041
1042 instance Outputable TcSigInfo where
1043     ppr (TcSigInfo { sig_id = id, sig_tvs = tyvars, sig_theta = theta, sig_tau = tau})
1044         = ppr id <+> ptext SLIT("::") <+> ppr tyvars <+> ppr theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
1045 \end{code}
1046
1047 \begin{code}
1048 tcTySig :: LSig Name -> TcM TcId
1049 tcTySig (L span (TypeSig (L _ name) ty))
1050   = setSrcSpan span             $
1051     do  { sigma_ty <- tcHsSigType (FunSigCtxt name) ty
1052         ; return (mkLocalId name sigma_ty) }
1053
1054 -------------------
1055 tcInstSig_maybe :: TcSigFun -> Name -> TcM (Maybe TcSigInfo)
1056 -- Instantiate with *meta* type variables; 
1057 -- this signature is part of a multi-signature group
1058 tcInstSig_maybe sig_fn name 
1059   = case sig_fn name of
1060         Nothing  -> return Nothing
1061         Just tvs -> do  { tc_sig <- tcInstSig False name tvs
1062                         ; return (Just tc_sig) }
1063
1064 tcInstSig :: Bool -> Name -> [Name] -> TcM TcSigInfo
1065 -- Instantiate the signature, with either skolems or meta-type variables
1066 -- depending on the use_skols boolean.  This variable is set True
1067 -- when we are typechecking a single function binding; and False for
1068 -- pattern bindings and a group of several function bindings.
1069 -- Reason: in the latter cases, the "skolems" can be unified together, 
1070 --         so they aren't properly rigid in the type-refinement sense.
1071 -- NB: unless we are doing H98, each function with a sig will be done
1072 --     separately, even if it's mutually recursive, so use_skols will be True
1073 --
1074 -- We always instantiate with fresh uniques,
1075 -- although we keep the same print-name
1076 --      
1077 --      type T = forall a. [a] -> [a]
1078 --      f :: T; 
1079 --      f = g where { g :: T; g = <rhs> }
1080 --
1081 -- We must not use the same 'a' from the defn of T at both places!!
1082
1083 tcInstSig use_skols name scoped_names
1084   = do  { poly_id <- tcLookupId name    -- Cannot fail; the poly ids are put into 
1085                                         -- scope when starting the binding group
1086         ; let skol_info = SigSkol (FunSigCtxt name)
1087               inst_tyvars = tcInstSigTyVars use_skols skol_info
1088         ; (tvs, theta, tau) <- tcInstType inst_tyvars (idType poly_id)
1089         ; loc <- getInstLoc (SigOrigin skol_info)
1090         ; return (TcSigInfo { sig_id = poly_id,
1091                               sig_tvs = tvs, sig_theta = theta, sig_tau = tau, 
1092                               sig_scoped = final_scoped_names, sig_loc = loc }) }
1093                 -- Note that the scoped_names and the sig_tvs will have
1094                 -- different Names. That's quite ok; when we bring the 
1095                 -- scoped_names into scope, we just bind them to the sig_tvs
1096   where
1097         -- We also only have scoped type variables when we are instantiating
1098         -- with true skolems
1099     final_scoped_names | use_skols = scoped_names
1100                        | otherwise = []
1101
1102 -------------------
1103 isMonoGroup :: DynFlags -> [LHsBind Name] -> Bool
1104 -- No generalisation at all
1105 isMonoGroup dflags binds
1106   = dopt Opt_MonoPatBinds dflags && any is_pat_bind binds
1107   where
1108     is_pat_bind (L _ (PatBind {})) = True
1109     is_pat_bind other              = False
1110
1111 -------------------
1112 isRestrictedGroup :: DynFlags -> [LHsBind Name] -> TcSigFun -> Bool
1113 isRestrictedGroup dflags binds sig_fn
1114   = mono_restriction && not all_unrestricted
1115   where 
1116     mono_restriction = dopt Opt_MonomorphismRestriction dflags
1117     all_unrestricted = all (unrestricted . unLoc) binds
1118     has_sig n = isJust (sig_fn n)
1119
1120     unrestricted (PatBind {})                                    = False
1121     unrestricted (VarBind { var_id = v })                        = has_sig v
1122     unrestricted (FunBind { fun_id = v, fun_matches = matches }) = unrestricted_match matches 
1123                                                                  || has_sig (unLoc v)
1124
1125     unrestricted_match (MatchGroup (L _ (Match [] _ _) : _) _) = False
1126         -- No args => like a pattern binding
1127     unrestricted_match other              = True
1128         -- Some args => a function binding
1129 \end{code}
1130
1131
1132 %************************************************************************
1133 %*                                                                      *
1134 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
1135 %*                                                                      *
1136 %************************************************************************
1137
1138
1139 \begin{code}
1140 -- This one is called on LHS, when pat and grhss are both Name 
1141 -- and on RHS, when pat is TcId and grhss is still Name
1142 patMonoBindsCtxt pat grhss
1143   = hang (ptext SLIT("In a pattern binding:")) 4 (pprPatBind pat grhss)
1144
1145 -----------------------------------------------
1146 sigContextsCtxt sig1 sig2
1147   = vcat [ptext SLIT("When matching the contexts of the signatures for"), 
1148           nest 2 (vcat [ppr id1 <+> dcolon <+> ppr (idType id1),
1149                         ppr id2 <+> dcolon <+> ppr (idType id2)]),
1150           ptext SLIT("The signature contexts in a mutually recursive group should all be identical")]
1151   where
1152     id1 = sig_id sig1
1153     id2 = sig_id sig2
1154
1155
1156 -----------------------------------------------
1157 unboxedTupleErr name ty
1158   = hang (ptext SLIT("Illegal binding of unboxed tuple"))
1159          4 (ppr name <+> dcolon <+> ppr ty)
1160
1161 -----------------------------------------------
1162 restrictedBindCtxtErr binder_names
1163   = hang (ptext SLIT("Illegal overloaded type signature(s)"))
1164        4 (vcat [ptext SLIT("in a binding group for") <+> pprBinders binder_names,
1165                 ptext SLIT("that falls under the monomorphism restriction")])
1166
1167 genCtxt binder_names
1168   = ptext SLIT("When generalising the type(s) for") <+> pprBinders binder_names
1169
1170 missingSigWarn False name ty = return ()
1171 missingSigWarn True  name ty
1172   = do  { env0 <- tcInitTidyEnv
1173         ; let (env1, tidy_ty) = tidyOpenType env0 ty
1174         ; addWarnTcM (env1, mk_msg tidy_ty) }
1175   where
1176     mk_msg ty = vcat [ptext SLIT("Definition but no type signature for") <+> quotes (ppr name),
1177                       sep [ptext SLIT("Inferred type:") <+> ppr name <+> dcolon <+> ppr ty]]
1178 \end{code}