compiler/typecheck/TcExpr.lhs

   1 %
   2 % (c) The University of Glasgow 2006
   3 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
   4 %
   5 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
   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/Commentary/CodingStyle#Warnings
  13 -- for details
  14
  15 module TcExpr ( tcPolyExpr, tcPolyExprNC, tcMonoExpr, tcInferRho, tcSyntaxOp) where
  16
  17 #include "HsVersions.h"
  18
  19 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
  20 import {-# SOURCE #-}   TcSplice( tcSpliceExpr, tcBracket )
  21 import qualified DsMeta
  22 #endif
  23
  24 import HsSyn
  25 import TcHsSyn
  26 import TcRnMonad
  27 import TcUnify
  28 import BasicTypes
  29 import Inst
  30 import TcBinds
  31 import TcEnv
  32 import TcArrows
  33 import TcMatches
  34 import TcHsType
  35 import TcPat
  36 import TcMType
  37 import TcType
  38 import TcIface  ( checkWiredInTyCon )
  39 import Id
  40 import DataCon
  41 import Name
  42 import TyCon
  43 import Type
  44 import TypeRep
  45 import Coercion
  46 import Var
  47 import VarSet
  48 import TysWiredIn
  49 import PrelNames
  50 import PrimOp
  51 import DynFlags
  52 import StaticFlags
  53 import HscTypes
  54 import SrcLoc
  55 import Util
  56 import ListSetOps
  57 import Maybes
  58 import Outputable
  59 import FastString
  60 \end{code}
  61
  62 %************************************************************************
  63 %*                                                                      *
  64 \subsection{Main wrappers}
  65 %*                                                                      *
  66 %************************************************************************
  67
  68 \begin{code}
  69 tcPolyExpr, tcPolyExprNC
  70          :: LHsExpr Name                -- Expession to type check
  71          -> BoxySigmaType               -- Expected type (could be a polytpye)
  72          -> TcM (LHsExpr TcId)  -- Generalised expr with expected type
  73
  74 -- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent) place
  75 -- to add context information.
  76 -- The NC version does not do so, usually because the caller wants
  77 -- to do so himself.
  78
  79 tcPolyExpr expr res_ty
  80   = addErrCtxt (exprCtxt (unLoc expr)) $
  81     (do {traceTc (text "tcPolyExpr") ; tcPolyExprNC expr res_ty })
  82
  83 tcPolyExprNC expr res_ty
  84   | isSigmaTy res_ty
  85   = do  { traceTc (text "tcPolyExprNC" <+> ppr res_ty)
  86         ; (gen_fn, expr') <- tcGen res_ty emptyVarSet (\_ -> tcPolyExprNC expr)
  87                 -- Note the recursive call to tcPolyExpr, because the
  88                 -- type may have multiple layers of for-alls
  89                 -- E.g. forall a. Eq a => forall b. Ord b => ....
  90         ; return (mkLHsWrap gen_fn expr') }
  91
  92   | otherwise
  93   = tcMonoExpr expr res_ty
  94
  95 ---------------
  96 tcPolyExprs :: [LHsExpr Name] -> [TcType] -> TcM [LHsExpr TcId]
  97 tcPolyExprs [] [] = returnM []
  98 tcPolyExprs (expr:exprs) (ty:tys)
  99  = do   { expr'  <- tcPolyExpr  expr  ty
 100         ; exprs' <- tcPolyExprs exprs tys
 101         ; returnM (expr':exprs') }
 102 tcPolyExprs exprs tys = pprPanic "tcPolyExprs" (ppr exprs $$ ppr tys)
 103
 104 ---------------
 105 tcMonoExpr :: LHsExpr Name      -- Expression to type check
 106            -> BoxyRhoType       -- Expected type (could be a type variable)
 107                                 -- Definitely no foralls at the top
 108                                 -- Can contain boxes, which will be filled in
 109            -> TcM (LHsExpr TcId)
 110
 111 tcMonoExpr (L loc expr) res_ty
 112   = ASSERT( not (isSigmaTy res_ty) )
 113     setSrcSpan loc $
 114     do  { expr' <- tcExpr expr res_ty
 115         ; return (L loc expr') }
 116
 117 ---------------
 118 tcInferRho :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
 119 tcInferRho expr = tcInfer (tcMonoExpr expr)
 120 \end{code}
 121
 122
 123 %************************************************************************
 124 %*                                                                      *
 125         tcExpr: the main expression typechecker
 126 %*                                                                      *
 127 %************************************************************************
 128
 129 \begin{code}
 130 tcExpr :: HsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
 131 tcExpr (HsVar name)     res_ty = tcId (OccurrenceOf name) name res_ty
 132
 133 tcExpr (HsLit lit)      res_ty = do { let lit_ty = hsLitType lit
 134                                     ; coi <- boxyUnify lit_ty res_ty
 135                                     ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsLit lit)
 136                                     }
 137
 138 tcExpr (HsPar expr)     res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 139                                     ; return (HsPar expr') }
 140
 141 tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 142                                     ; returnM (HsSCC lbl expr') }
 143 tcExpr (HsTickPragma info expr) res_ty
 144                                = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 145                                     ; returnM (HsTickPragma info expr') }
 146
 147 tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty       -- hdaume: core annotation
 148   = do  { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 149         ; return (HsCoreAnn lbl expr') }
 150
 151 tcExpr (HsOverLit lit) res_ty
 152   = do  { lit' <- tcOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
 153         ; return (HsOverLit lit') }
 154
 155 tcExpr (NegApp expr neg_expr) res_ty
 156   = do  { neg_expr' <- tcSyntaxOp (OccurrenceOf negateName) neg_expr
 157                                   (mkFunTy res_ty res_ty)
 158         ; expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 159         ; return (NegApp expr' neg_expr') }
 160
 161 tcExpr (HsIPVar ip) res_ty
 162   = do  {       -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a
 163                 -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
 164                 -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
 165                 -- be a tau-type.)
 166           ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
 167         ; co_fn <- tcSubExp ip_ty res_ty
 168         ; (ip', inst) <- newIPDict (IPOccOrigin ip) ip ip_ty
 169         ; extendLIE inst
 170         ; return (mkHsWrap co_fn (HsIPVar ip')) }
 171
 172 tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty
 173   = go e1 [e2]
 174   where
 175     go :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -> TcM (HsExpr TcId)
 176     go (L _ (HsApp e1 e2)) args = go e1 (e2:args)
 177     go lfun@(L loc fun) args
 178         = do { (fun', args') <- -- addErrCtxt (callCtxt lfun args) $
 179                                 tcApp fun (length args) (tcArgs lfun args) res_ty
 180              ; traceTc (text "tcExpr args': " <+> ppr args')
 181              ; return (unLoc (foldl mkHsApp (L loc fun') args')) }
 182
 183 tcExpr (HsLam match) res_ty
 184   = do  { (co_fn, match') <- tcMatchLambda match res_ty
 185         ; return (mkHsWrap co_fn (HsLam match')) }
 186
 187 tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
 188  = do   { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
 189
 190         -- Remember to extend the lexical type-variable environment
 191         ; (gen_fn, expr') <- tcGen sig_tc_ty emptyVarSet (\ skol_tvs res_ty ->
 192                              tcExtendTyVarEnv2 (hsExplicitTvs sig_ty `zip` mkTyVarTys skol_tvs) $
 193                              tcPolyExprNC expr res_ty)
 194
 195         ; co_fn <- tcSubExp sig_tc_ty res_ty
 196         ; return (mkHsWrap co_fn (ExprWithTySigOut (mkLHsWrap gen_fn expr') sig_ty)) }
 197
 198 tcExpr (HsType ty) res_ty
 199   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
 200         -- This is the syntax for type applications that I was planning
 201         -- but there are difficulties (e.g. what order for type args)
 202         -- so it's not enabled yet.
 203         -- Can't eliminate it altogether from the parser, because the
 204         -- same parser parses *patterns*.
 205 \end{code}
 206
 207
 208 %************************************************************************
 209 %*                                                                      *
 210                 Infix operators and sections
 211 %*                                                                      *
 212 %************************************************************************
 213
 214 \begin{code}
 215 tcExpr in_expr@(OpApp arg1 lop@(L loc op) fix arg2) res_ty
 216   = do  { (op', [arg1', arg2']) <- tcApp op 2 (tcArgs lop [arg1,arg2]) res_ty
 217         ; return (OpApp arg1' (L loc op') fix arg2') }
 218
 219 -- Left sections, equivalent to
 220 --      \ x -> e op x,
 221 -- or
 222 --      \ x -> op e x,
 223 -- or just
 224 --      op e
 225 --
 226 -- We treat it as similar to the latter, so we don't
 227 -- actually require the function to take two arguments
 228 -- at all.  For example, (x `not`) means (not x);
 229 -- you get postfix operators!  Not really Haskell 98
 230 -- I suppose, but it's less work and kind of useful.
 231
 232 tcExpr in_expr@(SectionL arg1 lop@(L loc op)) res_ty
 233   = do  { (op', [arg1']) <- tcApp op 1 (tcArgs lop [arg1]) res_ty
 234         ; return (SectionL arg1' (L loc op')) }
 235
 236 -- Right sections, equivalent to \ x -> x `op` expr, or
 237 --      \ x -> op x expr
 238
 239 tcExpr in_expr@(SectionR lop@(L loc op) arg2) res_ty
 240   = do  { (co_fn, (op', arg2')) <- subFunTys doc 1 res_ty $ \ [arg1_ty'] res_ty' ->
 241                                    tcApp op 2 (tc_args arg1_ty') res_ty'
 242         ; return (mkHsWrap co_fn (SectionR (L loc op') arg2')) }
 243   where
 244     doc = ptext SLIT("The section") <+> quotes (ppr in_expr)
 245                 <+> ptext SLIT("takes one argument")
 246     tc_args arg1_ty' qtvs qtys [arg1_ty, arg2_ty]
 247         = do { boxyUnify arg1_ty' (substTyWith qtvs qtys arg1_ty)
 248              ; arg2' <- tcArg lop 2 arg2 qtvs qtys arg2_ty
 249              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- c.f. tcArgs
 250              ; return (qtys', arg2') }
 251     tc_args arg1_ty' _ _ _ = panic "tcExpr SectionR"
 252 \end{code}
 253
 254 \begin{code}
 255 tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
 256   = do  { (binds', expr') <- tcLocalBinds binds $
 257                              tcMonoExpr expr res_ty
 258         ; return (HsLet binds' expr') }
 259
 260 tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
 261   = do  {  -- We used to typecheck the case alternatives first.
 262            -- The case patterns tend to give good type info to use
 263            -- when typechecking the scrutinee.  For example
 264            --   case (map f) of
 265            --     (x:xs) -> ...
 266            -- will report that map is applied to too few arguments
 267            --
 268            -- But now, in the GADT world, we need to typecheck the scrutinee
 269            -- first, to get type info that may be refined in the case alternatives
 270           (scrut', scrut_ty) <- addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)
 271                                            (tcInferRho scrut)
 272
 273         ; traceTc (text "HsCase" <+> ppr scrut_ty)
 274         ; matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches exp_ty
 275         ; return (HsCase scrut' matches') }
 276  where
 277     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
 278                       mc_body = tcBody }
 279
 280 tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
 281   = do  { pred' <- addErrCtxt (predCtxt pred) $
 282                    tcMonoExpr pred boolTy
 283         ; b1' <- tcMonoExpr b1 res_ty
 284         ; b2' <- tcMonoExpr b2 res_ty
 285         ; return (HsIf pred' b1' b2') }
 286
 287 tcExpr (HsDo do_or_lc stmts body _) res_ty
 288   = tcDoStmts do_or_lc stmts body res_ty
 289
 290 tcExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty    -- Non-empty list
 291   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 292         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 293         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitList elt_ty exprs') }
 294   where
 295     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 296
 297 tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty    -- maybe empty
 298   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 299         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 300         ; ifM (null exprs) (zapToMonotype elt_ty)
 301                 -- If there are no expressions in the comprehension
 302                 -- we must still fill in the box
 303                 -- (Not needed for [] and () becuase they happen
 304                 --  to parse as data constructors.)
 305         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
 306   where
 307     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 308
 309 -- For tuples, take care to preserve rigidity
 310 -- E.g.         case (x,y) of ....
 311 --         The scrutinee should have a rigid type if x,y do
 312 -- The general scheme is the same as in tcIdApp
 313 tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
 314   = do  { tvs <- newBoxyTyVars [argTypeKind | e <- exprs]
 315         ; let tup_tc     = tupleTyCon boxity (length exprs)
 316               tup_res_ty = mkTyConApp tup_tc (mkTyVarTys tvs)
 317         ; checkWiredInTyCon tup_tc      -- Ensure instances are available
 318         ; arg_tys  <- preSubType tvs (mkVarSet tvs) tup_res_ty res_ty
 319         ; exprs'   <- tcPolyExprs exprs arg_tys
 320         ; arg_tys' <- mapM refineBox arg_tys
 321         ; co_fn    <- tcFunResTy (tyConName tup_tc) (mkTyConApp tup_tc arg_tys') res_ty
 322         ; return (mkHsWrap co_fn (ExplicitTuple exprs' boxity)) }
 323
 324 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
 325   = do  { (pat', cmd', coi) <- tcProc pat cmd res_ty
 326         ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsProc pat' cmd') }
 327
 328 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
 329   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 330                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 331
 332 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 333   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 334                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 335 \end{code}
 336
 337 %************************************************************************
 338 %*                                                                      *
 339                 Record construction and update
 340 %*                                                                      *
 341 %************************************************************************
 342
 343 \begin{code}
 344 tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
 345   = do  { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 346
 347         -- Check for missing fields
 348         ; checkMissingFields data_con rbinds
 349
 350         ; let arity = dataConSourceArity data_con
 351               check_fields qtvs qtys arg_tys
 352                   = do  { let arg_tys' = substTys (zipOpenTvSubst qtvs qtys) arg_tys
 353                         ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys' rbinds
 354                         ; qtys' <- mapM refineBoxToTau qtys
 355                         ; return (qtys', rbinds') }
 356                 -- The refineBoxToTau ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
 357                 -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
 358                 -- How could this not be the case?  Consider a record construction
 359                 -- that does not mention all the fields.
 360
 361         ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
 362
 363         ; returnM (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
 364
 365 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
 366 -- handle the *non-updated* fields.  Consider:
 367 --
 368 --      data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
 369 --                 | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
 370 --                 | MkT3 { fd :: a }
 371 --
 372 --      upd :: T a b -> c -> T a c
 373 --      upd t x = t { fb = x}
 374 --
 375 -- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
 376 -- because upd should be equivalent to:
 377 --
 378 --      upd t x = case t of
 379 --                      MkT1 p q -> MkT1 p x
 380 --                      MkT2 a b -> MkT2 p b
 381 --                      MkT3 d   -> error ...
 382 --
 383 -- So we need to give a completely fresh type to the result record,
 384 -- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
 385 --
 386 -- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
 387 -- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
 388 --
 389 -- All this is done in STEP 4 below.
 390 --
 391 -- Note about GADTs
 392 -- ~~~~~~~~~~~~~~~~
 393 -- For record update we require that every constructor involved in the
 394 -- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
 395 -- don't know how to do the update otherwise.
 396
 397
 398 tcExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds _ _ _) res_ty
 399   =     -- STEP 0
 400         -- Check that the field names are really field names
 401     let
 402         field_names = hsRecFields rbinds
 403     in
 404     ASSERT( notNull field_names )
 405     mappM tcLookupField field_names     `thenM` \ sel_ids ->
 406         -- The renamer has already checked that they
 407         -- are all in scope
 408     let
 409         bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name)
 410                    | (fld, sel_id) <- rec_flds rbinds `zip` sel_ids,
 411                      not (isRecordSelector sel_id),     -- Excludes class ops
 412                      let L loc field_name = hsRecFieldId fld
 413                    ]
 414     in
 415     checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM)  `thenM_`
 416
 417         -- STEP 1
 418         -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
 419     let
 420                 -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
 421         sel_id : _      = sel_ids
 422         (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
 423         data_cons       = tyConDataCons tycon                   -- it's not a field label
 424                 -- NB: for a data type family, the tycon is the instance tycon
 425
 426         relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
 427         is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) field_names
 428     in
 429
 430         -- STEP 2
 431         -- Check that at least one constructor has all the named fields
 432         -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
 433     checkTc (not (null relevant_cons))
 434             (badFieldsUpd rbinds)       `thenM_`
 435
 436         -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on
 437         -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
 438     checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
 439             (nonVanillaUpd tycon)       `thenM_`
 440
 441         -- STEP 4
 442         -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
 443         -- which type arguments must be the same in updatee and result.
 444         --
 445         -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
 446         -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
 447     let
 448                 -- A constructor is only relevant to this process if
 449                 -- it contains *all* the fields that are being updated
 450         con1 = ASSERT( not (null relevant_cons) ) head relevant_cons    -- A representative constructor
 451         (con1_tyvars, theta, con1_arg_tys, con1_res_ty) = dataConSig con1
 452         con1_flds     = dataConFieldLabels con1
 453         common_tyvars = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
 454                                                , not (fld `elem` field_names) ]
 455
 456         is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
 457
 458         mk_inst_ty tv result_inst_ty
 459           | is_common_tv tv = returnM result_inst_ty            -- Same as result type
 460           | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
 461     in
 462     ASSERT( null theta )        -- Vanilla datacon
 463     tcInstTyVars con1_tyvars                            `thenM` \ (_, result_inst_tys, result_inst_env) ->
 464     zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys     `thenM` \ scrut_inst_tys ->
 465
 466         -- STEP 3: Typecheck the update bindings.
 467         -- Do this after checking for bad fields in case
 468         -- there's a field that doesn't match the constructor.
 469     let
 470         result_ty     = substTy result_inst_env con1_res_ty
 471         con1_arg_tys' = map (substTy result_inst_env) con1_arg_tys
 472     in
 473     tcSubExp result_ty res_ty                   `thenM` \ co_fn ->
 474     tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds     `thenM` \ rbinds' ->
 475
 476         -- STEP 5: Typecheck the expression to be updated
 477     let
 478         scrut_inst_env = zipTopTvSubst con1_tyvars scrut_inst_tys
 479         scrut_ty = substTy scrut_inst_env con1_res_ty
 480         -- This is one place where the isVanilla check is important
 481         -- So that inst_tys matches the con1_tyvars
 482     in
 483     tcMonoExpr record_expr scrut_ty             `thenM` \ record_expr' ->
 484
 485         -- STEP 6: Figure out the LIE we need.
 486         -- We have to generate some dictionaries for the data type context,
 487         -- since we are going to do pattern matching over the data cons.
 488         --
 489         -- What dictionaries do we need?  The dataConStupidTheta tells us.
 490     let
 491         theta' = substTheta scrut_inst_env (dataConStupidTheta con1)
 492     in
 493     instStupidTheta RecordUpdOrigin theta'      `thenM_`
 494
 495         -- Step 7: make a cast for the scrutinee, in the case that it's from a type family
 496     let scrut_co | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
 497                  = WpCo $ mkTyConApp co_con scrut_inst_tys
 498                  | otherwise
 499                  = idHsWrapper
 500     in
 501         -- Phew!
 502     returnM (mkHsWrap co_fn (RecordUpd (mkLHsWrap scrut_co record_expr') rbinds'
 503                                        relevant_cons scrut_inst_tys result_inst_tys))
 504 \end{code}
 505
 506
 507 %************************************************************************
 508 %*                                                                      *
 509         Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
 510         and their parallel-array counterparts   e.g. [: a,b.. :]
 511
 512 %*                                                                      *
 513 %************************************************************************
 514
 515 \begin{code}
 516 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
 517   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 518         ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
 519         ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 520                               elt_ty enumFromName
 521         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
 522
 523 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 524   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 525         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 526         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 527         ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 528                               elt_ty enumFromThenName
 529         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 530                     (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
 531
 532 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 533   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 534         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 535         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 536         ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 537                               elt_ty enumFromToName
 538         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 539                      (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 540
 541 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 542   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 543         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 544         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 545         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 546         ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 547                       elt_ty enumFromThenToName
 548         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 549                      (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 550
 551 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 552   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 553         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 554         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 555         ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 556                                       elt_ty enumFromToPName
 557         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 558                      (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 559
 560 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 561   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 562         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 563         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 564         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 565         ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 566                       elt_ty enumFromThenToPName
 567         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 568                      (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 569
 570 tcExpr (PArrSeq _ _) _
 571   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
 572     -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
 573     -- let it through
 574 \end{code}
 575
 576
 577 %************************************************************************
 578 %*                                                                      *
 579                 Template Haskell
 580 %*                                                                      *
 581 %************************************************************************
 582
 583 \begin{code}
 584 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
 585         -- Rename excludes these cases otherwise
 586 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 587 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do   { e <- tcBracket brack res_ty
 588                                         ; return (unLoc e) }
 589 #endif /* GHCI */
 590 \end{code}
 591
 592
 593 %************************************************************************
 594 %*                                                                      *
 595                 Catch-all
 596 %*                                                                      *
 597 %************************************************************************
 598
 599 \begin{code}
 600 tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 601 \end{code}
 602
 603
 604 %************************************************************************
 605 %*                                                                      *
 606                 Applications
 607 %*                                                                      *
 608 %************************************************************************
 609
 610 \begin{code}
 611 ---------------------------
 612 tcApp :: HsExpr Name                            -- Function
 613       -> Arity                                  -- Number of args reqd
 614       -> ArgChecker results
 615       -> BoxyRhoType                            -- Result type
 616       -> TcM (HsExpr TcId, results)
 617
 618 -- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
 619 -- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
 620
 621 tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
 622   = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 623
 624 tcApp fun n_args arg_checker res_ty     -- The vanilla case (rula APP)
 625   = do  { arg_boxes  <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
 626         ; fun'       <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
 627         ; arg_tys'   <- mapM readFilledBox arg_boxes
 628         ; (_, args') <- arg_checker [] [] arg_tys'      -- Yuk
 629         ; return (fun', args') }
 630
 631 ---------------------------
 632 tcIdApp :: Name                                 -- Function
 633         -> Arity                                -- Number of args reqd
 634         -> ArgChecker results   -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
 635         -> BoxyRhoType                          -- Result type
 636         -> TcM (HsExpr TcId, results)
 637
 638 -- Call         (f e1 ... en) :: res_ty
 639 -- Type         f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
 640 --                      (where k <= n; fres has the rest)
 641 -- NB:  if k < n then the function doesn't have enough args, and
 642 --      presumably fres is a type variable that we are going to
 643 --      instantiate with a function type
 644 --
 645 -- Then         fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
 646
 647 tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 648   = do  { let orig = OccurrenceOf fun_name
 649         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 650
 651         -- Split up the function type
 652         ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 653               (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
 654
 655               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
 656               arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
 657               res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
 658                 -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
 659               tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
 660               k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
 661               n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
 662
 663         -- Match the result type of the function with the
 664         -- result type of the context, to get an inital substitution
 665         ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
 666         ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
 667               res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
 668         ; qtys' <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_res_ty res_ty'
 669
 670         -- Typecheck the arguments!
 671         -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
 672         ; (qtys'', args') <- arg_checker qtvs qtys' (fun_arg_tys ++ extra_arg_tys')
 673
 674         -- Strip boxes from the qtvs that have been filled in by the arg checking
 675         ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
 676
 677         -- Result subsumption
 678         -- This fills in res_qtvs
 679         ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
 680               fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
 681               res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
 682         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_res_ty'' res_ty''
 683
 684         -- And pack up the results
 685         -- By applying the coercion just to the *function* we can make
 686         -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
 687         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 688         ; co_fn' <- wrapFunResCoercion (substTys res_subst fun_arg_tys) co_fn
 689         ; traceTc (text "tcIdApp: " <+> ppr (mkHsWrap co_fn' fun') <+> ppr tv_theta_prs <+> ppr co_fn' <+> ppr fun')
 690         ; return (mkHsWrap co_fn' fun', args') }
 691 \end{code}
 692
 693 Note [Silly type synonyms in smart-app]
 694 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 695 When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
 696 in.  But we need to be careful about type synonyms:
 697         type T a = Int
 698         f :: T a -> Int
 699         ...(f x)...
 700 In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
 701 (T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
 702 because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
 703 use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free
 704 in the argument type.
 705
 706 \begin{code}
 707 -- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
 708 -- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
 709 --                ; return res }
 710
 711 tcId :: InstOrigin
 712      -> Name                                    -- Function
 713      -> BoxyRhoType                             -- Result type
 714      -> TcM (HsExpr TcId)
 715 tcId orig fun_name res_ty
 716   = do  { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
 717         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 718
 719         -- Split up the function type
 720         ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 721               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs -- Quantified tyvars
 722               tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentioned in the tau part
 723         ; qtv_tys <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_tau res_ty
 724
 725         -- Do the subsumption check wrt the result type
 726         ; let res_subst = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
 727               fun_tau'  = substTy res_subst fun_tau
 728
 729         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_tau' res_ty
 730
 731         -- And pack up the results
 732         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 733         ; traceTc (text "tcId yields" <+> ppr (mkHsWrap co_fn fun'))
 734         ; return (mkHsWrap co_fn fun') }
 735
 736 --      Note [Push result type in]
 737 --
 738 -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
 739 -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
 740 -- This is when we might detect a too-few args situation.
 741 -- (One can think of cases when the opposite order would give
 742 -- a better error message.)
 743 -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an
 744 --              example where it actually makes a real difference
 745 --    class C t a b | t a -> b
 746 --    instance C Char a Bool
 747 --
 748 --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
 749 --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 750
 751 --    f1, f2 :: Q Char;
 752 --    f1 = MkQ (MkP True)
 753 --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 754 --
 755 -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
 756 -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
 757 -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
 758
 759 ---------------------------
 760 tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
 761 -- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
 762 -- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
 763 tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
 764 tcSyntaxOp orig other      ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
 765
 766 ---------------------------
 767 instFun :: InstOrigin
 768         -> HsExpr TcId
 769         -> TvSubst                -- The instantiating substitution
 770         -> [([TyVar], ThetaType)] -- Stuff to instantiate
 771         -> TcM (HsExpr TcId)
 772
 773 instFun orig fun subst []
 774   = return fun          -- Common short cut
 775
 776 instFun orig fun subst tv_theta_prs
 777   = do  { let ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
 778         ; traceTc (text "instFun" <+> ppr ty_theta_prs')
 779                 -- Make two ad-hoc checks
 780         ; doStupidChecks fun ty_theta_prs'
 781
 782                 -- Now do normal instantiation
 783         ; result <- go True fun ty_theta_prs'
 784         ; traceTc (text "instFun result" <+> ppr result)
 785         ; return result
 786         }
 787   where
 788     subst_pr (tvs, theta)
 789         = (substTyVars subst tvs, substTheta subst theta)
 790
 791     go _ fun [] = do {traceTc (text "go _ fun [] returns" <+> ppr fun) ; return fun }
 792
 793     go True (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs)
 794         | want_method_inst theta
 795         = do { traceTc (text "go (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs) | want_method_inst theta")
 796              ; meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys
 797              ; go False (HsVar meth_id) prs }
 798                 -- Go round with 'False' to prevent further use
 799                 -- of newMethod: see Note [Multiple instantiation]
 800
 801     go _ fun ((tys, theta) : prs)
 802         = do { co_fn <- instCall orig tys theta
 803              ; traceTc (text "go yields co_fn" <+> ppr co_fn)
 804              ; go False (HsWrap co_fn fun) prs }
 805
 806         -- See Note [No method sharing]
 807     want_method_inst theta =  not (null theta)  -- Overloaded
 808                            && not opt_NoMethodSharing
 809 \end{code}
 810
 811 Note [Multiple instantiation]
 812 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 813 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 814 For example, consider
 815         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 816 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 817
 818         f_m1
 819   where
 820         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 821         f_m1 = f Int dEqInt
 822
 823         f_m2 :: Int -> Bool
 824         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
 825
 826 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
 827 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
 828         f_m1 = f_mx
 829 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
 830 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
 831
 832 Here's a concrete example that does this (test tc200):
 833
 834     class C a where
 835       f :: Eq b => b -> a -> Int
 836       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
 837
 838     instance C Int where
 839       baz = f
 840
 841 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
 842 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
 843
 844 Note [No method sharing]
 845 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 846 The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
 847 is concerned.  The default case is that for an overloaded function we
 848 generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
 849 something like
 850         f :: Num a => a -> a
 851         f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
 852 If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application
 853 isn't shared, so we get
 854         f :: Num a => a -> a
 855         f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
 856 This gets a bit less sharing, but
 857         a) it's better for RULEs involving overloaded functions
 858         b) perhaps fewer separated lambdas
 859
 860 Note [Left to right]
 861 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 862 tcArgs implements a left-to-right order, which goes beyond what is described in the
 863 impredicative type inference paper.  In particular, it allows
 864         runST $ foo
 865 where runST :: (forall s. ST s a) -> a
 866 When typechecking the application of ($)::(a->b) -> a -> b, we first check that
 867 runST has type (a->b), thereby filling in a=forall s. ST s a.  Then we un-box this type
 868 before checking foo.  The left-to-right order really helps here.
 869
 870 \begin{code}
 871 tcArgs :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
 872        -> [LHsExpr Name]                        -- Actual args
 873        -> ArgChecker [LHsExpr TcId]
 874
 875 type ArgChecker results
 876    = [TyVar] -> [TcSigmaType]           -- Current instantiation
 877    -> [TcSigmaType]                     -- Expected arg types (**before** applying the instantiation)
 878    -> TcM ([TcSigmaType], results)      -- Resulting instaniation and args
 879
 880 tcArgs fun args qtvs qtys arg_tys
 881   = go 1 qtys args arg_tys
 882   where
 883     go n qtys [] [] = return (qtys, [])
 884     go n qtys (arg:args) (arg_ty:arg_tys)
 885         = do { arg' <- tcArg fun n arg qtvs qtys arg_ty
 886              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- Exploit new info
 887              ; (qtys'', args') <- go (n+1) qtys' args arg_tys
 888              ; return (qtys'', arg':args') }
 889     go n qtys args arg_tys = panic "tcArgs"
 890
 891 tcArg :: LHsExpr Name                           -- The function
 892       -> Int                                    --   and arg number (for error messages)
 893       -> LHsExpr Name
 894       -> [TyVar] -> [TcSigmaType]               -- Instantiate the arg type like this
 895       -> BoxySigmaType
 896       -> TcM (LHsExpr TcId)                     -- Resulting argument
 897 tcArg fun arg_no arg qtvs qtys ty
 898   = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
 899     tcPolyExprNC arg (substTyWith qtvs qtys ty)
 900 \end{code}
 901
 902
 903 Note [tagToEnum#]
 904 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 905 Nasty check to ensure that tagToEnum# is applied to a type that is an
 906 enumeration TyCon.  Unification may refine the type later, but this
 907 check won't see that, alas.  It's crude but it works.
 908
 909 Here's are two cases that should fail
 910         f :: forall a. a
 911         f = tagToEnum# 0        -- Can't do tagToEnum# at a type variable
 912
 913         g :: Int
 914         g = tagToEnum# 0        -- Int is not an enumeration
 915
 916
 917 \begin{code}
 918 doStupidChecks :: HsExpr TcId
 919                -> [([TcType], ThetaType)]
 920                -> TcM ()
 921 -- Check two tiresome and ad-hoc cases
 922 -- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
 923 --     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 924 -- (b) deal with the tagToEnum# problem: see Note [tagToEnum#]
 925
 926 doStupidChecks (HsVar fun_id) ((tys,_):_)
 927   | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
 928   = addDataConStupidTheta con tys
 929
 930   | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
 931   = do  { tys' <- zonkTcTypes tys
 932         ; checkTc (ok tys') (tagToEnumError tys')
 933         }
 934   where
 935     ok []       = False
 936     ok (ty:tys) = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
 937                         Just (tc,_) -> isEnumerationTyCon tc
 938                         Nothing     -> False
 939
 940 doStupidChecks fun tv_theta_prs
 941   = return () -- The common case
 942
 943
 944 tagToEnumError tys
 945   = hang (ptext SLIT("Bad call to tagToEnum#") <+> at_type)
 946          2 (vcat [ptext SLIT("Specify the type by giving a type signature"),
 947                   ptext SLIT("e.g. (tagToEnum# x) :: Bool")])
 948   where
 949     at_type | null tys = empty  -- Probably never happens
 950             | otherwise = ptext SLIT("at type") <+> ppr (head tys)
 951 \end{code}
 952
 953 %************************************************************************
 954 %*                                                                      *
 955 \subsection{@tcId@ typechecks an identifier occurrence}
 956 %*                                                                      *
 957 %************************************************************************
 958
 959 \begin{code}
 960 lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcType)
 961 lookupFun orig id_name
 962   = do  { thing <- tcLookup id_name
 963         ; case thing of
 964             AGlobal (ADataCon con) -> return (HsVar wrap_id, idType wrap_id)
 965                                    where
 966                                       wrap_id = dataConWrapId con
 967
 968             AGlobal (AnId id)
 969                 | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
 970                 | otherwise                  -> return (HsVar id, idType id)
 971                 -- A global cannot possibly be ill-staged
 972                 -- nor does it need the 'lifting' treatment
 973
 974             ATcId { tct_id = id, tct_type = ty, tct_co = mb_co, tct_level = lvl }
 975                 -> do { thLocalId orig id ty lvl
 976                       ; case mb_co of
 977                           Unrefineable    -> return (HsVar id, ty)
 978                           Rigid co        -> return (mkHsWrap co (HsVar id), ty)
 979                           Wobbly          -> traceTc (text "lookupFun" <+> ppr id) >> return (HsVar id, ty)     -- Wobbly, or no free vars
 980                           WobblyInvisible -> failWithTc (ppr id_name <+> ptext SLIT(" not in scope because it has a wobbly type (solution: add a type annotation)"))
 981                       }
 982
 983             other -> failWithTc (ppr other <+> ptext SLIT("used where a value identifer was expected"))
 984     }
 985
 986 #ifndef GHCI  /* GHCI and TH is off */
 987 --------------------------------------
 988 -- thLocalId : Check for cross-stage lifting
 989 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 990   = return ()
 991
 992 #else         /* GHCI and TH is on */
 993 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 994   = do  { use_stage <- getStage -- TH case
 995         ; case use_stage of
 996             Brack use_lvl ps_var lie_var | use_lvl > th_bind_lvl
 997                   -> thBrackId orig id ps_var lie_var
 998             other -> do { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
 999                         ; return id }
1000         }
1001
1002 --------------------------------------
1003 thBrackId orig id ps_var lie_var
1004   | isExternalName id_name
1005   =     -- Top-level identifiers in this module,
1006         -- (which have External Names)
1007         -- are just like the imported case:
1008         -- no need for the 'lifting' treatment
1009         -- E.g.  this is fine:
1010         --   f x = x
1011         --   g y = [| f 3 |]
1012         -- But we do need to put f into the keep-alive
1013         -- set, because after desugaring the code will
1014         -- only mention f's *name*, not f itself.
1015     do  { keepAliveTc id_name; return id }
1016
1017   | otherwise
1018   =     -- Nested identifiers, such as 'x' in
1019         -- E.g. \x -> [| h x |]
1020         -- We must behave as if the reference to x was
1021         --      h $(lift x)
1022         -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by
1023         -- the desugarer to stitch it all back together.
1024         -- If 'x' occurs many times we may get many identical
1025         -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
1026         -- matter, although it's a mite untidy.
1027     do  { let id_ty = idType id
1028         ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
1029                -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
1030                -- have different instantiations, so we can't use plain
1031                -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to
1032                -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
1033                -- just going to flag an error for now
1034
1035         ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
1036                 -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
1037                 -- can't instantiate the Lift class at that kind,
1038                 -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
1039                 -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
1040
1041         ; setLIEVar lie_var     $ do
1042         { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
1043                    -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
1044
1045                    -- Update the pending splices
1046         ; ps <- readMutVar ps_var
1047         ; writeMutVar ps_var ((id_name, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
1048
1049         ; return id } }
1050  where
1051    id_name = idName id
1052 #endif /* GHCI */
1053 \end{code}
1054
1055
1056 %************************************************************************
1057 %*                                                                      *
1058 \subsection{Record bindings}
1059 %*                                                                      *
1060 %************************************************************************
1061
1062 Game plan for record bindings
1063 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1064 1. Find the TyCon for the bindings, from the first field label.
1065
1066 2. Instantiate its tyvars and unify (T a1 .. an) with expected_ty.
1067
1068 For each binding field = value
1069
1070 3. Instantiate the field type (from the field label) using the type
1071    envt from step 2.
1072
1073 4  Type check the value using tcArg, passing the field type as
1074    the expected argument type.
1075
1076 This extends OK when the field types are universally quantified.
1077
1078
1079 \begin{code}
1080 tcRecordBinds
1081         :: DataCon
1082         -> [TcType]     -- Expected type for each field
1083         -> HsRecordBinds Name
1084         -> TcM (HsRecordBinds TcId)
1085
1086 tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecFields rbinds dd)
1087   = do  { mb_binds <- mappM do_bind rbinds
1088         ; return (HsRecFields (catMaybes mb_binds) dd) }
1089   where
1090     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
1091     do_bind fld@(HsRecField { hsRecFieldId = L loc field_lbl, hsRecFieldArg = rhs })
1092       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
1093       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)        $
1094         do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
1095            ; sel_id <- tcLookupField field_lbl
1096            ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
1097              return (Just (fld { hsRecFieldId = L loc sel_id, hsRecFieldArg = rhs' })) }
1098       | otherwise
1099       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
1100            ; return Nothing }
1101
1102 checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
1103 checkMissingFields data_con rbinds
1104   | null field_labels   -- Not declared as a record;
1105                         -- But C{} is still valid if no strict fields
1106   = if any isMarkedStrict field_strs then
1107         -- Illegal if any arg is strict
1108         addErrTc (missingStrictFields data_con [])
1109     else
1110         returnM ()
1111
1112   | otherwise           -- A record
1113   = checkM (null missing_s_fields)
1114            (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))   `thenM_`
1115
1116     doptM Opt_WarnMissingFields         `thenM` \ warn ->
1117     checkM (not (warn && notNull missing_ns_fields))
1118            (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
1119
1120   where
1121     missing_s_fields
1122         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1123                  isMarkedStrict str,
1124                  not (fl `elem` field_names_used)
1125           ]
1126     missing_ns_fields
1127         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1128                  not (isMarkedStrict str),
1129                  not (fl `elem` field_names_used)
1130           ]
1131
1132     field_names_used = hsRecFields rbinds
1133     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
1134
1135     field_info = zipEqual "missingFields"
1136                           field_labels
1137                           field_strs
1138
1139     field_strs = dataConStrictMarks data_con
1140 \end{code}
1141
1142 %************************************************************************
1143 %*                                                                      *
1144 \subsection{Errors and contexts}
1145 %*                                                                      *
1146 %************************************************************************
1147
1148 Boring and alphabetical:
1149 \begin{code}
1150 caseScrutCtxt expr
1151   = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
1152
1153 exprCtxt expr
1154   = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
1155
1156 fieldCtxt field_name
1157   = ptext SLIT("In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext SLIT("field of a record")
1158
1159 funAppCtxt fun arg arg_no
1160   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"),
1161                     quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
1162          4 (quotes (ppr arg))
1163
1164 predCtxt expr
1165   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
1166
1167 nonVanillaUpd tycon
1168   = vcat [ptext SLIT("Record update for the non-Haskell-98 data type")
1169                 <+> quotes (pprSourceTyCon tycon)
1170                 <+> ptext SLIT("is not (yet) supported"),
1171           ptext SLIT("Use pattern-matching instead")]
1172 badFieldsUpd rbinds
1173   = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
1174          4 (pprQuotedList (hsRecFields rbinds))
1175
1176 naughtyRecordSel sel_id
1177   = ptext SLIT("Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+>
1178     ptext SLIT("as a function due to escaped type variables") $$
1179     ptext SLIT("Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
1180
1181 notSelector field
1182   = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
1183
1184 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1185 missingStrictFields con fields
1186   = header <> rest
1187   where
1188     rest | null fields = empty  -- Happens for non-record constructors
1189                                 -- with strict fields
1190          | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
1191
1192     header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+>
1193              ptext SLIT("does not have the required strict field(s)")
1194
1195 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1196 missingFields con fields
1197   = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:")
1198         <+> pprWithCommas ppr fields
1199
1200 -- callCtxt fun args = ptext SLIT("In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
1201
1202 #ifdef GHCI
1203 polySpliceErr :: Id -> SDoc
1204 polySpliceErr id
1205   = ptext SLIT("Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
1206 #endif
1207 \end{code}