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,
  16                 tcMonoExpr, tcInferRho, tcSyntaxOp ) where
  17
  18 #include "HsVersions.h"
  19
  20 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
  21 import {-# SOURCE #-}   TcSplice( tcSpliceExpr, tcBracket )
  22 import qualified DsMeta
  23 #endif
  24
  25 import HsSyn
  26 import TcHsSyn
  27 import TcRnMonad
  28 import TcUnify
  29 import BasicTypes
  30 import Inst
  31 import TcBinds
  32 import TcEnv
  33 import TcArrows
  34 import TcMatches
  35 import TcHsType
  36 import TcPat
  37 import TcMType
  38 import TcType
  39 import TcIface  ( checkWiredInTyCon )
  40 import Id
  41 import DataCon
  42 import Name
  43 import TyCon
  44 import Type
  45 import TypeRep
  46 import Coercion
  47 import Var
  48 import VarSet
  49 import TysWiredIn
  50 import PrelNames
  51 import PrimOp
  52 import DynFlags
  53 import StaticFlags
  54 import HscTypes
  55 import SrcLoc
  56 import Util
  57 import ListSetOps
  58 import Maybes
  59 import Outputable
  60 import FastString
  61 \end{code}
  62
  63 %************************************************************************
  64 %*                                                                      *
  65 \subsection{Main wrappers}
  66 %*                                                                      *
  67 %************************************************************************
  68
  69 \begin{code}
  70 tcPolyExpr, tcPolyExprNC
  71          :: LHsExpr Name                -- Expession to type check
  72          -> BoxySigmaType               -- Expected type (could be a polytpye)
  73          -> TcM (LHsExpr TcId)  -- Generalised expr with expected type
  74
  75 -- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent) place
  76 -- to add context information.
  77 -- The NC version does not do so, usually because the caller wants
  78 -- to do so himself.
  79
  80 tcPolyExpr expr res_ty
  81   = addErrCtxt (exprCtxt (unLoc expr)) $
  82     (do {traceTc (text "tcPolyExpr") ; tcPolyExprNC expr res_ty })
  83
  84 tcPolyExprNC expr res_ty
  85   | isSigmaTy res_ty
  86   = do  { traceTc (text "tcPolyExprNC" <+> ppr res_ty)
  87         ; (gen_fn, expr') <- tcGen res_ty emptyVarSet (\_ -> tcPolyExprNC expr)
  88                 -- Note the recursive call to tcPolyExpr, because the
  89                 -- type may have multiple layers of for-alls
  90                 -- E.g. forall a. Eq a => forall b. Ord b => ....
  91         ; return (mkLHsWrap gen_fn expr') }
  92
  93   | otherwise
  94   = tcMonoExpr expr res_ty
  95
  96 ---------------
  97 tcPolyExprs :: [LHsExpr Name] -> [TcType] -> TcM [LHsExpr TcId]
  98 tcPolyExprs [] [] = returnM []
  99 tcPolyExprs (expr:exprs) (ty:tys)
 100  = do   { expr'  <- tcPolyExpr  expr  ty
 101         ; exprs' <- tcPolyExprs exprs tys
 102         ; returnM (expr':exprs') }
 103 tcPolyExprs exprs tys = pprPanic "tcPolyExprs" (ppr exprs $$ ppr tys)
 104
 105 ---------------
 106 tcMonoExpr :: LHsExpr Name      -- Expression to type check
 107            -> BoxyRhoType       -- Expected type (could be a type variable)
 108                                 -- Definitely no foralls at the top
 109                                 -- Can contain boxes, which will be filled in
 110            -> TcM (LHsExpr TcId)
 111
 112 tcMonoExpr (L loc expr) res_ty
 113   = ASSERT( not (isSigmaTy res_ty) )
 114     setSrcSpan loc $
 115     do  { expr' <- tcExpr expr res_ty
 116         ; return (L loc expr') }
 117
 118 ---------------
 119 tcInferRho :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
 120 tcInferRho expr = tcInfer (tcMonoExpr expr)
 121 \end{code}
 122
 123
 124 %************************************************************************
 125 %*                                                                      *
 126         tcExpr: the main expression typechecker
 127 %*                                                                      *
 128 %************************************************************************
 129
 130 \begin{code}
 131 tcExpr :: HsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
 132 tcExpr (HsVar name)     res_ty = tcId (OccurrenceOf name) name res_ty
 133
 134 tcExpr (HsLit lit)      res_ty = do { let lit_ty = hsLitType lit
 135                                     ; coi <- boxyUnify lit_ty res_ty
 136                                     ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsLit lit)
 137                                     }
 138
 139 tcExpr (HsPar expr)     res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 140                                     ; return (HsPar expr') }
 141
 142 tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 143                                     ; returnM (HsSCC lbl expr') }
 144 tcExpr (HsTickPragma info expr) res_ty
 145                                = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 146                                     ; returnM (HsTickPragma info expr') }
 147
 148 tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty       -- hdaume: core annotation
 149   = do  { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 150         ; return (HsCoreAnn lbl expr') }
 151
 152 tcExpr (HsOverLit lit) res_ty
 153   = do  { lit' <- tcOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
 154         ; return (HsOverLit lit') }
 155
 156 tcExpr (NegApp expr neg_expr) res_ty
 157   = do  { neg_expr' <- tcSyntaxOp (OccurrenceOf negateName) neg_expr
 158                                   (mkFunTy res_ty res_ty)
 159         ; expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 160         ; return (NegApp expr' neg_expr') }
 161
 162 tcExpr (HsIPVar ip) res_ty
 163   = do  {       -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a
 164                 -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
 165                 -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
 166                 -- be a tau-type.)
 167           ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
 168         ; co_fn <- tcSubExp ip_ty res_ty
 169         ; (ip', inst) <- newIPDict (IPOccOrigin ip) ip ip_ty
 170         ; extendLIE inst
 171         ; return (mkHsWrap co_fn (HsIPVar ip')) }
 172
 173 tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty
 174   = go e1 [e2]
 175   where
 176     go :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -> TcM (HsExpr TcId)
 177     go (L _ (HsApp e1 e2)) args = go e1 (e2:args)
 178     go lfun@(L loc fun) args
 179         = do { (fun', args') <- -- addErrCtxt (callCtxt lfun args) $
 180                                 tcApp fun (length args) (tcArgs lfun args) res_ty
 181              ; traceTc (text "tcExpr args': " <+> ppr args')
 182              ; return (unLoc (foldl mkHsApp (L loc fun') args')) }
 183
 184 tcExpr (HsLam match) res_ty
 185   = do  { (co_fn, match') <- tcMatchLambda match res_ty
 186         ; return (mkHsWrap co_fn (HsLam match')) }
 187
 188 tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
 189  = do   { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
 190
 191         -- Remember to extend the lexical type-variable environment
 192         ; (gen_fn, expr') <- tcGen sig_tc_ty emptyVarSet (\ skol_tvs res_ty ->
 193                              tcExtendTyVarEnv2 (hsExplicitTvs sig_ty `zip` mkTyVarTys skol_tvs) $
 194                              tcPolyExprNC expr res_ty)
 195
 196         ; co_fn <- tcSubExp sig_tc_ty res_ty
 197         ; return (mkHsWrap co_fn (ExprWithTySigOut (mkLHsWrap gen_fn expr') sig_ty)) }
 198
 199 tcExpr (HsType ty) res_ty
 200   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
 201         -- This is the syntax for type applications that I was planning
 202         -- but there are difficulties (e.g. what order for type args)
 203         -- so it's not enabled yet.
 204         -- Can't eliminate it altogether from the parser, because the
 205         -- same parser parses *patterns*.
 206 \end{code}
 207
 208
 209 %************************************************************************
 210 %*                                                                      *
 211                 Infix operators and sections
 212 %*                                                                      *
 213 %************************************************************************
 214
 215 \begin{code}
 216 tcExpr in_expr@(OpApp arg1 lop@(L loc op) fix arg2) res_ty
 217   = do  { (op', [arg1', arg2']) <- tcApp op 2 (tcArgs lop [arg1,arg2]) res_ty
 218         ; return (OpApp arg1' (L loc op') fix arg2') }
 219
 220 -- Left sections, equivalent to
 221 --      \ x -> e op x,
 222 -- or
 223 --      \ x -> op e x,
 224 -- or just
 225 --      op e
 226 --
 227 -- We treat it as similar to the latter, so we don't
 228 -- actually require the function to take two arguments
 229 -- at all.  For example, (x `not`) means (not x);
 230 -- you get postfix operators!  Not really Haskell 98
 231 -- I suppose, but it's less work and kind of useful.
 232
 233 tcExpr in_expr@(SectionL arg1 lop@(L loc op)) res_ty
 234   = do  { (op', [arg1']) <- tcApp op 1 (tcArgs lop [arg1]) res_ty
 235         ; return (SectionL arg1' (L loc op')) }
 236
 237 -- Right sections, equivalent to \ x -> x `op` expr, or
 238 --      \ x -> op x expr
 239
 240 tcExpr in_expr@(SectionR lop@(L loc op) arg2) res_ty
 241   = do  { (co_fn, (op', arg2')) <- subFunTys doc 1 res_ty $ \ [arg1_ty'] res_ty' ->
 242                                    tcApp op 2 (tc_args arg1_ty') res_ty'
 243         ; return (mkHsWrap co_fn (SectionR (L loc op') arg2')) }
 244   where
 245     doc = ptext SLIT("The section") <+> quotes (ppr in_expr)
 246                 <+> ptext SLIT("takes one argument")
 247     tc_args arg1_ty' qtvs qtys [arg1_ty, arg2_ty]
 248         = do { boxyUnify arg1_ty' (substTyWith qtvs qtys arg1_ty)
 249              ; arg2' <- tcArg lop 2 arg2 qtvs qtys arg2_ty
 250              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- c.f. tcArgs
 251              ; return (qtys', arg2') }
 252     tc_args arg1_ty' _ _ _ = panic "tcExpr SectionR"
 253 \end{code}
 254
 255 \begin{code}
 256 tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
 257   = do  { (binds', expr') <- tcLocalBinds binds $
 258                              tcMonoExpr expr res_ty
 259         ; return (HsLet binds' expr') }
 260
 261 tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
 262   = do  {  -- We used to typecheck the case alternatives first.
 263            -- The case patterns tend to give good type info to use
 264            -- when typechecking the scrutinee.  For example
 265            --   case (map f) of
 266            --     (x:xs) -> ...
 267            -- will report that map is applied to too few arguments
 268            --
 269            -- But now, in the GADT world, we need to typecheck the scrutinee
 270            -- first, to get type info that may be refined in the case alternatives
 271           (scrut', scrut_ty) <- addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)
 272                                            (tcInferRho scrut)
 273
 274         ; traceTc (text "HsCase" <+> ppr scrut_ty)
 275         ; matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches exp_ty
 276         ; return (HsCase scrut' matches') }
 277  where
 278     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
 279                       mc_body = tcBody }
 280
 281 tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
 282   = do  { pred' <- addErrCtxt (predCtxt pred) $
 283                    tcMonoExpr pred boolTy
 284         ; b1' <- tcMonoExpr b1 res_ty
 285         ; b2' <- tcMonoExpr b2 res_ty
 286         ; return (HsIf pred' b1' b2') }
 287
 288 tcExpr (HsDo do_or_lc stmts body _) res_ty
 289   = tcDoStmts do_or_lc stmts body res_ty
 290
 291 tcExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty    -- Non-empty list
 292   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 293         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 294         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitList elt_ty exprs') }
 295   where
 296     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 297
 298 tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty    -- maybe empty
 299   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 300         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 301         ; ifM (null exprs) (zapToMonotype elt_ty)
 302                 -- If there are no expressions in the comprehension
 303                 -- we must still fill in the box
 304                 -- (Not needed for [] and () becuase they happen
 305                 --  to parse as data constructors.)
 306         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
 307   where
 308     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 309
 310 -- For tuples, take care to preserve rigidity
 311 -- E.g.         case (x,y) of ....
 312 --         The scrutinee should have a rigid type if x,y do
 313 -- The general scheme is the same as in tcIdApp
 314 tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
 315   = do  { tvs <- newBoxyTyVars [argTypeKind | e <- exprs]
 316         ; let tup_tc     = tupleTyCon boxity (length exprs)
 317               tup_res_ty = mkTyConApp tup_tc (mkTyVarTys tvs)
 318         ; checkWiredInTyCon tup_tc      -- Ensure instances are available
 319         ; arg_tys  <- preSubType tvs (mkVarSet tvs) tup_res_ty res_ty
 320         ; exprs'   <- tcPolyExprs exprs arg_tys
 321         ; arg_tys' <- mapM refineBox arg_tys
 322         ; co_fn    <- tcFunResTy (tyConName tup_tc) (mkTyConApp tup_tc arg_tys') res_ty
 323         ; return (mkHsWrap co_fn (ExplicitTuple exprs' boxity)) }
 324
 325 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
 326   = do  { (pat', cmd', coi) <- tcProc pat cmd res_ty
 327         ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsProc pat' cmd') }
 328
 329 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
 330   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 331                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 332
 333 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 334   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 335                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 336 \end{code}
 337
 338 %************************************************************************
 339 %*                                                                      *
 340                 Record construction and update
 341 %*                                                                      *
 342 %************************************************************************
 343
 344 \begin{code}
 345 tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
 346   = do  { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 347
 348         -- Check for missing fields
 349         ; checkMissingFields data_con rbinds
 350
 351         ; let arity = dataConSourceArity data_con
 352               check_fields qtvs qtys arg_tys
 353                   = do  { let arg_tys' = substTys (zipOpenTvSubst qtvs qtys) arg_tys
 354                         ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys' rbinds
 355                         ; qtys' <- mapM refineBoxToTau qtys
 356                         ; return (qtys', rbinds') }
 357                 -- The refineBoxToTau ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
 358                 -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
 359                 -- How could this not be the case?  Consider a record construction
 360                 -- that does not mention all the fields.
 361
 362         ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
 363
 364         ; returnM (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
 365
 366 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
 367 -- handle the *non-updated* fields.  Consider:
 368 --
 369 --      data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
 370 --                 | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
 371 --                 | MkT3 { fd :: a }
 372 --
 373 --      upd :: T a b -> c -> T a c
 374 --      upd t x = t { fb = x}
 375 --
 376 -- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
 377 -- because upd should be equivalent to:
 378 --
 379 --      upd t x = case t of
 380 --                      MkT1 p q -> MkT1 p x
 381 --                      MkT2 a b -> MkT2 p b
 382 --                      MkT3 d   -> error ...
 383 --
 384 -- So we need to give a completely fresh type to the result record,
 385 -- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
 386 --
 387 -- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
 388 -- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
 389 --
 390 -- All this is done in STEP 4 below.
 391 --
 392 -- Note about GADTs
 393 -- ~~~~~~~~~~~~~~~~
 394 -- For record update we require that every constructor involved in the
 395 -- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
 396 -- don't know how to do the update otherwise.
 397
 398
 399 tcExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds _ _ _) res_ty
 400   =     -- STEP 0
 401         -- Check that the field names are really field names
 402     let
 403         field_names = hsRecFields rbinds
 404     in
 405     ASSERT( notNull field_names )
 406     mappM tcLookupField field_names     `thenM` \ sel_ids ->
 407         -- The renamer has already checked that they
 408         -- are all in scope
 409     let
 410         bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name)
 411                    | (fld, sel_id) <- rec_flds rbinds `zip` sel_ids,
 412                      not (isRecordSelector sel_id),     -- Excludes class ops
 413                      let L loc field_name = hsRecFieldId fld
 414                    ]
 415     in
 416     checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM)  `thenM_`
 417
 418         -- STEP 1
 419         -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
 420     let
 421                 -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
 422         sel_id : _      = sel_ids
 423         (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
 424         data_cons       = tyConDataCons tycon                   -- it's not a field label
 425                 -- NB: for a data type family, the tycon is the instance tycon
 426
 427         relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
 428         is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) field_names
 429     in
 430
 431         -- STEP 2
 432         -- Check that at least one constructor has all the named fields
 433         -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
 434     checkTc (not (null relevant_cons))
 435             (badFieldsUpd rbinds)       `thenM_`
 436
 437         -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on
 438         -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
 439     checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
 440             (nonVanillaUpd tycon)       `thenM_`
 441
 442         -- STEP 4
 443         -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
 444         -- which type arguments must be the same in updatee and result.
 445         --
 446         -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
 447         -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
 448     let
 449                 -- A constructor is only relevant to this process if
 450                 -- it contains *all* the fields that are being updated
 451         con1 = ASSERT( not (null relevant_cons) ) head relevant_cons    -- A representative constructor
 452         (con1_tyvars, theta, con1_arg_tys, con1_res_ty) = dataConSig con1
 453         con1_flds     = dataConFieldLabels con1
 454         common_tyvars = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
 455                                                , not (fld `elem` field_names) ]
 456
 457         is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
 458
 459         mk_inst_ty tv result_inst_ty
 460           | is_common_tv tv = returnM result_inst_ty            -- Same as result type
 461           | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
 462     in
 463     ASSERT( null theta )        -- Vanilla datacon
 464     tcInstTyVars con1_tyvars                            `thenM` \ (_, result_inst_tys, result_inst_env) ->
 465     zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys     `thenM` \ scrut_inst_tys ->
 466
 467         -- STEP 3: Typecheck the update bindings.
 468         -- Do this after checking for bad fields in case
 469         -- there's a field that doesn't match the constructor.
 470     let
 471         result_ty     = substTy result_inst_env con1_res_ty
 472         con1_arg_tys' = map (substTy result_inst_env) con1_arg_tys
 473     in
 474     tcSubExp result_ty res_ty                   `thenM` \ co_fn ->
 475     tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds     `thenM` \ rbinds' ->
 476
 477         -- STEP 5: Typecheck the expression to be updated
 478     let
 479         scrut_inst_env = zipTopTvSubst con1_tyvars scrut_inst_tys
 480         scrut_ty = substTy scrut_inst_env con1_res_ty
 481         -- This is one place where the isVanilla check is important
 482         -- So that inst_tys matches the con1_tyvars
 483     in
 484     tcMonoExpr record_expr scrut_ty             `thenM` \ record_expr' ->
 485
 486         -- STEP 6: Figure out the LIE we need.
 487         -- We have to generate some dictionaries for the data type context,
 488         -- since we are going to do pattern matching over the data cons.
 489         --
 490         -- What dictionaries do we need?  The dataConStupidTheta tells us.
 491     let
 492         theta' = substTheta scrut_inst_env (dataConStupidTheta con1)
 493     in
 494     instStupidTheta RecordUpdOrigin theta'      `thenM_`
 495
 496         -- Step 7: make a cast for the scrutinee, in the case that it's from a type family
 497     let scrut_co | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
 498                  = WpCo $ mkTyConApp co_con scrut_inst_tys
 499                  | otherwise
 500                  = idHsWrapper
 501     in
 502         -- Phew!
 503     returnM (mkHsWrap co_fn (RecordUpd (mkLHsWrap scrut_co record_expr') rbinds'
 504                                        relevant_cons scrut_inst_tys result_inst_tys))
 505 \end{code}
 506
 507
 508 %************************************************************************
 509 %*                                                                      *
 510         Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
 511         and their parallel-array counterparts   e.g. [: a,b.. :]
 512
 513 %*                                                                      *
 514 %************************************************************************
 515
 516 \begin{code}
 517 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
 518   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 519         ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
 520         ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 521                               elt_ty enumFromName
 522         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
 523
 524 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 525   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 526         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 527         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 528         ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 529                               elt_ty enumFromThenName
 530         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 531                     (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
 532
 533 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 534   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 535         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 536         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 537         ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 538                               elt_ty enumFromToName
 539         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 540                      (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 541
 542 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 543   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 544         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 545         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 546         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 547         ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 548                       elt_ty enumFromThenToName
 549         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 550                      (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 551
 552 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 553   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 554         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 555         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 556         ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 557                                       elt_ty enumFromToPName
 558         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 559                      (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 560
 561 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 562   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 563         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 564         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 565         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 566         ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 567                       elt_ty enumFromThenToPName
 568         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 569                      (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 570
 571 tcExpr (PArrSeq _ _) _
 572   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
 573     -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
 574     -- let it through
 575 \end{code}
 576
 577
 578 %************************************************************************
 579 %*                                                                      *
 580                 Template Haskell
 581 %*                                                                      *
 582 %************************************************************************
 583
 584 \begin{code}
 585 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
 586         -- Rename excludes these cases otherwise
 587 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 588 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do   { e <- tcBracket brack res_ty
 589                                         ; return (unLoc e) }
 590 #endif /* GHCI */
 591 \end{code}
 592
 593
 594 %************************************************************************
 595 %*                                                                      *
 596                 Catch-all
 597 %*                                                                      *
 598 %************************************************************************
 599
 600 \begin{code}
 601 tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 602 \end{code}
 603
 604
 605 %************************************************************************
 606 %*                                                                      *
 607                 Applications
 608 %*                                                                      *
 609 %************************************************************************
 610
 611 \begin{code}
 612 ---------------------------
 613 tcApp :: HsExpr Name                            -- Function
 614       -> Arity                                  -- Number of args reqd
 615       -> ArgChecker results
 616       -> BoxyRhoType                            -- Result type
 617       -> TcM (HsExpr TcId, results)
 618
 619 -- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
 620 -- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
 621
 622 tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
 623   = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 624
 625 tcApp fun n_args arg_checker res_ty     -- The vanilla case (rula APP)
 626   = do  { arg_boxes  <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
 627         ; fun'       <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
 628         ; arg_tys'   <- mapM readFilledBox arg_boxes
 629         ; (_, args') <- arg_checker [] [] arg_tys'      -- Yuk
 630         ; return (fun', args') }
 631
 632 ---------------------------
 633 tcIdApp :: Name                                 -- Function
 634         -> Arity                                -- Number of args reqd
 635         -> ArgChecker results   -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
 636         -> BoxyRhoType                          -- Result type
 637         -> TcM (HsExpr TcId, results)
 638
 639 -- Call         (f e1 ... en) :: res_ty
 640 -- Type         f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
 641 --                      (where k <= n; fres has the rest)
 642 -- NB:  if k < n then the function doesn't have enough args, and
 643 --      presumably fres is a type variable that we are going to
 644 --      instantiate with a function type
 645 --
 646 -- Then         fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
 647
 648 tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 649   = do  { let orig = OccurrenceOf fun_name
 650         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 651
 652         -- Split up the function type
 653         ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 654               (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
 655
 656               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
 657               arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
 658               res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
 659                 -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
 660               tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
 661               k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
 662               n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
 663
 664         -- Match the result type of the function with the
 665         -- result type of the context, to get an inital substitution
 666         ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
 667         ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
 668               res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
 669         ; qtys' <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_res_ty res_ty'
 670
 671         -- Typecheck the arguments!
 672         -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
 673         ; (qtys'', args') <- arg_checker qtvs qtys' (fun_arg_tys ++ extra_arg_tys')
 674
 675         -- Strip boxes from the qtvs that have been filled in by the arg checking
 676         ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
 677
 678         -- Result subsumption
 679         -- This fills in res_qtvs
 680         ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
 681               fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
 682               res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
 683         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_res_ty'' res_ty''
 684
 685         -- And pack up the results
 686         -- By applying the coercion just to the *function* we can make
 687         -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
 688         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 689         ; co_fn' <- wrapFunResCoercion (substTys res_subst fun_arg_tys) co_fn
 690         ; traceTc (text "tcIdApp: " <+> ppr (mkHsWrap co_fn' fun') <+> ppr tv_theta_prs <+> ppr co_fn' <+> ppr fun')
 691         ; return (mkHsWrap co_fn' fun', args') }
 692 \end{code}
 693
 694 Note [Silly type synonyms in smart-app]
 695 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 696 When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
 697 in.  But we need to be careful about type synonyms:
 698         type T a = Int
 699         f :: T a -> Int
 700         ...(f x)...
 701 In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
 702 (T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
 703 because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
 704 use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free
 705 in the argument type.
 706
 707 \begin{code}
 708 -- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
 709 -- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
 710 --                ; return res }
 711
 712 tcId :: InstOrigin
 713      -> Name                                    -- Function
 714      -> BoxyRhoType                             -- Result type
 715      -> TcM (HsExpr TcId)
 716 tcId orig fun_name res_ty
 717   = do  { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
 718         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 719
 720         -- Split up the function type
 721         ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 722               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs -- Quantified tyvars
 723               tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentioned in the tau part
 724         ; qtv_tys <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_tau res_ty
 725
 726         -- Do the subsumption check wrt the result type
 727         ; let res_subst = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
 728               fun_tau'  = substTy res_subst fun_tau
 729
 730         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_tau' res_ty
 731
 732         -- And pack up the results
 733         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 734         ; traceTc (text "tcId yields" <+> ppr (mkHsWrap co_fn fun'))
 735         ; return (mkHsWrap co_fn fun') }
 736
 737 --      Note [Push result type in]
 738 --
 739 -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
 740 -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
 741 -- This is when we might detect a too-few args situation.
 742 -- (One can think of cases when the opposite order would give
 743 -- a better error message.)
 744 -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an
 745 --              example where it actually makes a real difference
 746 --    class C t a b | t a -> b
 747 --    instance C Char a Bool
 748 --
 749 --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
 750 --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 751
 752 --    f1, f2 :: Q Char;
 753 --    f1 = MkQ (MkP True)
 754 --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 755 --
 756 -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
 757 -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
 758 -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
 759
 760 ---------------------------
 761 tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
 762 -- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
 763 -- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
 764 tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
 765 tcSyntaxOp orig other      ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
 766
 767 ---------------------------
 768 instFun :: InstOrigin
 769         -> HsExpr TcId
 770         -> TvSubst                -- The instantiating substitution
 771         -> [([TyVar], ThetaType)] -- Stuff to instantiate
 772         -> TcM (HsExpr TcId)
 773
 774 instFun orig fun subst []
 775   = return fun          -- Common short cut
 776
 777 instFun orig fun subst tv_theta_prs
 778   = do  { let ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
 779         ; traceTc (text "instFun" <+> ppr ty_theta_prs')
 780                 -- Make two ad-hoc checks
 781         ; doStupidChecks fun ty_theta_prs'
 782
 783                 -- Now do normal instantiation
 784         ; result <- go True fun ty_theta_prs'
 785         ; traceTc (text "instFun result" <+> ppr result)
 786         ; return result
 787         }
 788   where
 789     subst_pr (tvs, theta)
 790         = (substTyVars subst tvs, substTheta subst theta)
 791
 792     go _ fun [] = do {traceTc (text "go _ fun [] returns" <+> ppr fun) ; return fun }
 793
 794     go True (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs)
 795         | want_method_inst theta
 796         = do { traceTc (text "go (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs) | want_method_inst theta")
 797              ; meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys
 798              ; go False (HsVar meth_id) prs }
 799                 -- Go round with 'False' to prevent further use
 800                 -- of newMethod: see Note [Multiple instantiation]
 801
 802     go _ fun ((tys, theta) : prs)
 803         = do { co_fn <- instCall orig tys theta
 804              ; traceTc (text "go yields co_fn" <+> ppr co_fn)
 805              ; go False (HsWrap co_fn fun) prs }
 806
 807         -- See Note [No method sharing]
 808     want_method_inst theta =  not (null theta)  -- Overloaded
 809                            && not opt_NoMethodSharing
 810 \end{code}
 811
 812 Note [Multiple instantiation]
 813 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 814 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 815 For example, consider
 816         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 817 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 818
 819         f_m1
 820   where
 821         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 822         f_m1 = f Int dEqInt
 823
 824         f_m2 :: Int -> Bool
 825         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
 826
 827 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
 828 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
 829         f_m1 = f_mx
 830 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
 831 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
 832
 833 Here's a concrete example that does this (test tc200):
 834
 835     class C a where
 836       f :: Eq b => b -> a -> Int
 837       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
 838
 839     instance C Int where
 840       baz = f
 841
 842 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
 843 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
 844
 845 Note [No method sharing]
 846 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 847 The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
 848 is concerned.  The default case is that for an overloaded function we
 849 generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
 850 something like
 851         f :: Num a => a -> a
 852         f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
 853 If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application
 854 isn't shared, so we get
 855         f :: Num a => a -> a
 856         f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
 857 This gets a bit less sharing, but
 858         a) it's better for RULEs involving overloaded functions
 859         b) perhaps fewer separated lambdas
 860
 861 Note [Left to right]
 862 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 863 tcArgs implements a left-to-right order, which goes beyond what is described in the
 864 impredicative type inference paper.  In particular, it allows
 865         runST $ foo
 866 where runST :: (forall s. ST s a) -> a
 867 When typechecking the application of ($)::(a->b) -> a -> b, we first check that
 868 runST has type (a->b), thereby filling in a=forall s. ST s a.  Then we un-box this type
 869 before checking foo.  The left-to-right order really helps here.
 870
 871 \begin{code}
 872 tcArgs :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
 873        -> [LHsExpr Name]                        -- Actual args
 874        -> ArgChecker [LHsExpr TcId]
 875
 876 type ArgChecker results
 877    = [TyVar] -> [TcSigmaType]           -- Current instantiation
 878    -> [TcSigmaType]                     -- Expected arg types (**before** applying the instantiation)
 879    -> TcM ([TcSigmaType], results)      -- Resulting instaniation and args
 880
 881 tcArgs fun args qtvs qtys arg_tys
 882   = go 1 qtys args arg_tys
 883   where
 884     go n qtys [] [] = return (qtys, [])
 885     go n qtys (arg:args) (arg_ty:arg_tys)
 886         = do { arg' <- tcArg fun n arg qtvs qtys arg_ty
 887              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- Exploit new info
 888              ; (qtys'', args') <- go (n+1) qtys' args arg_tys
 889              ; return (qtys'', arg':args') }
 890     go n qtys args arg_tys = panic "tcArgs"
 891
 892 tcArg :: LHsExpr Name                           -- The function
 893       -> Int                                    --   and arg number (for error messages)
 894       -> LHsExpr Name
 895       -> [TyVar] -> [TcSigmaType]               -- Instantiate the arg type like this
 896       -> BoxySigmaType
 897       -> TcM (LHsExpr TcId)                     -- Resulting argument
 898 tcArg fun arg_no arg qtvs qtys ty
 899   = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
 900     tcPolyExprNC arg (substTyWith qtvs qtys ty)
 901 \end{code}
 902
 903
 904 Note [tagToEnum#]
 905 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 906 Nasty check to ensure that tagToEnum# is applied to a type that is an
 907 enumeration TyCon.  Unification may refine the type later, but this
 908 check won't see that, alas.  It's crude but it works.
 909
 910 Here's are two cases that should fail
 911         f :: forall a. a
 912         f = tagToEnum# 0        -- Can't do tagToEnum# at a type variable
 913
 914         g :: Int
 915         g = tagToEnum# 0        -- Int is not an enumeration
 916
 917
 918 \begin{code}
 919 doStupidChecks :: HsExpr TcId
 920                -> [([TcType], ThetaType)]
 921                -> TcM ()
 922 -- Check two tiresome and ad-hoc cases
 923 -- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
 924 --     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 925 -- (b) deal with the tagToEnum# problem: see Note [tagToEnum#]
 926
 927 doStupidChecks (HsVar fun_id) ((tys,_):_)
 928   | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
 929   = addDataConStupidTheta con tys
 930
 931   | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
 932   = do  { tys' <- zonkTcTypes tys
 933         ; checkTc (ok tys') (tagToEnumError tys')
 934         }
 935   where
 936     ok []       = False
 937     ok (ty:tys) = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
 938                         Just (tc,_) -> isEnumerationTyCon tc
 939                         Nothing     -> False
 940
 941 doStupidChecks fun tv_theta_prs
 942   = return () -- The common case
 943
 944
 945 tagToEnumError tys
 946   = hang (ptext SLIT("Bad call to tagToEnum#") <+> at_type)
 947          2 (vcat [ptext SLIT("Specify the type by giving a type signature"),
 948                   ptext SLIT("e.g. (tagToEnum# x) :: Bool")])
 949   where
 950     at_type | null tys = empty  -- Probably never happens
 951             | otherwise = ptext SLIT("at type") <+> ppr (head tys)
 952 \end{code}
 953
 954 %************************************************************************
 955 %*                                                                      *
 956 \subsection{@tcId@ typechecks an identifier occurrence}
 957 %*                                                                      *
 958 %************************************************************************
 959
 960 \begin{code}
 961 lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcType)
 962 lookupFun orig id_name
 963   = do  { thing <- tcLookup id_name
 964         ; case thing of
 965             AGlobal (ADataCon con) -> return (HsVar wrap_id, idType wrap_id)
 966                                    where
 967                                       wrap_id = dataConWrapId con
 968
 969             AGlobal (AnId id)
 970                 | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
 971                 | otherwise                  -> return (HsVar id, idType id)
 972                 -- A global cannot possibly be ill-staged
 973                 -- nor does it need the 'lifting' treatment
 974
 975             ATcId { tct_id = id, tct_type = ty, tct_co = mb_co, tct_level = lvl }
 976                 -> do { thLocalId orig id ty lvl
 977                       ; case mb_co of
 978                           Unrefineable    -> return (HsVar id, ty)
 979                           Rigid co        -> return (mkHsWrap co (HsVar id), ty)
 980                           Wobbly          -> traceTc (text "lookupFun" <+> ppr id) >> return (HsVar id, ty)     -- Wobbly, or no free vars
 981                           WobblyInvisible -> failWithTc (ppr id_name <+> ptext SLIT(" not in scope because it has a wobbly type (solution: add a type annotation)"))
 982                       }
 983
 984             other -> failWithTc (ppr other <+> ptext SLIT("used where a value identifer was expected"))
 985     }
 986
 987 #ifndef GHCI  /* GHCI and TH is off */
 988 --------------------------------------
 989 -- thLocalId : Check for cross-stage lifting
 990 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 991   = return ()
 992
 993 #else         /* GHCI and TH is on */
 994 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 995   = do  { use_stage <- getStage -- TH case
 996         ; case use_stage of
 997             Brack use_lvl ps_var lie_var | use_lvl > th_bind_lvl
 998                   -> thBrackId orig id ps_var lie_var
 999             other -> do { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
1000                         ; return id }
1001         }
1002
1003 --------------------------------------
1004 thBrackId orig id ps_var lie_var
1005   | isExternalName id_name
1006   =     -- Top-level identifiers in this module,
1007         -- (which have External Names)
1008         -- are just like the imported case:
1009         -- no need for the 'lifting' treatment
1010         -- E.g.  this is fine:
1011         --   f x = x
1012         --   g y = [| f 3 |]
1013         -- But we do need to put f into the keep-alive
1014         -- set, because after desugaring the code will
1015         -- only mention f's *name*, not f itself.
1016     do  { keepAliveTc id_name; return id }
1017
1018   | otherwise
1019   =     -- Nested identifiers, such as 'x' in
1020         -- E.g. \x -> [| h x |]
1021         -- We must behave as if the reference to x was
1022         --      h $(lift x)
1023         -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by
1024         -- the desugarer to stitch it all back together.
1025         -- If 'x' occurs many times we may get many identical
1026         -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
1027         -- matter, although it's a mite untidy.
1028     do  { let id_ty = idType id
1029         ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
1030                -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
1031                -- have different instantiations, so we can't use plain
1032                -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to
1033                -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
1034                -- just going to flag an error for now
1035
1036         ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
1037                 -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
1038                 -- can't instantiate the Lift class at that kind,
1039                 -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
1040                 -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
1041
1042         ; setLIEVar lie_var     $ do
1043         { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
1044                    -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
1045
1046                    -- Update the pending splices
1047         ; ps <- readMutVar ps_var
1048         ; writeMutVar ps_var ((id_name, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
1049
1050         ; return id } }
1051  where
1052    id_name = idName id
1053 #endif /* GHCI */
1054 \end{code}
1055
1056
1057 %************************************************************************
1058 %*                                                                      *
1059 \subsection{Record bindings}
1060 %*                                                                      *
1061 %************************************************************************
1062
1063 Game plan for record bindings
1064 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1065 1. Find the TyCon for the bindings, from the first field label.
1066
1067 2. Instantiate its tyvars and unify (T a1 .. an) with expected_ty.
1068
1069 For each binding field = value
1070
1071 3. Instantiate the field type (from the field label) using the type
1072    envt from step 2.
1073
1074 4  Type check the value using tcArg, passing the field type as
1075    the expected argument type.
1076
1077 This extends OK when the field types are universally quantified.
1078
1079
1080 \begin{code}
1081 tcRecordBinds
1082         :: DataCon
1083         -> [TcType]     -- Expected type for each field
1084         -> HsRecordBinds Name
1085         -> TcM (HsRecordBinds TcId)
1086
1087 tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecFields rbinds dd)
1088   = do  { mb_binds <- mappM do_bind rbinds
1089         ; return (HsRecFields (catMaybes mb_binds) dd) }
1090   where
1091     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
1092     do_bind fld@(HsRecField { hsRecFieldId = L loc field_lbl, hsRecFieldArg = rhs })
1093       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
1094       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)        $
1095         do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
1096            ; sel_id <- tcLookupField field_lbl
1097            ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
1098              return (Just (fld { hsRecFieldId = L loc sel_id, hsRecFieldArg = rhs' })) }
1099       | otherwise
1100       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
1101            ; return Nothing }
1102
1103 checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
1104 checkMissingFields data_con rbinds
1105   | null field_labels   -- Not declared as a record;
1106                         -- But C{} is still valid if no strict fields
1107   = if any isMarkedStrict field_strs then
1108         -- Illegal if any arg is strict
1109         addErrTc (missingStrictFields data_con [])
1110     else
1111         returnM ()
1112
1113   | otherwise           -- A record
1114   = checkM (null missing_s_fields)
1115            (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))   `thenM_`
1116
1117     doptM Opt_WarnMissingFields         `thenM` \ warn ->
1118     checkM (not (warn && notNull missing_ns_fields))
1119            (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
1120
1121   where
1122     missing_s_fields
1123         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1124                  isMarkedStrict str,
1125                  not (fl `elem` field_names_used)
1126           ]
1127     missing_ns_fields
1128         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1129                  not (isMarkedStrict str),
1130                  not (fl `elem` field_names_used)
1131           ]
1132
1133     field_names_used = hsRecFields rbinds
1134     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
1135
1136     field_info = zipEqual "missingFields"
1137                           field_labels
1138                           field_strs
1139
1140     field_strs = dataConStrictMarks data_con
1141 \end{code}
1142
1143 %************************************************************************
1144 %*                                                                      *
1145 \subsection{Errors and contexts}
1146 %*                                                                      *
1147 %************************************************************************
1148
1149 Boring and alphabetical:
1150 \begin{code}
1151 caseScrutCtxt expr
1152   = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
1153
1154 exprCtxt expr
1155   = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
1156
1157 fieldCtxt field_name
1158   = ptext SLIT("In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext SLIT("field of a record")
1159
1160 funAppCtxt fun arg arg_no
1161   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"),
1162                     quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
1163          4 (quotes (ppr arg))
1164
1165 predCtxt expr
1166   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
1167
1168 nonVanillaUpd tycon
1169   = vcat [ptext SLIT("Record update for the non-Haskell-98 data type")
1170                 <+> quotes (pprSourceTyCon tycon)
1171                 <+> ptext SLIT("is not (yet) supported"),
1172           ptext SLIT("Use pattern-matching instead")]
1173 badFieldsUpd rbinds
1174   = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
1175          4 (pprQuotedList (hsRecFields rbinds))
1176
1177 naughtyRecordSel sel_id
1178   = ptext SLIT("Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+>
1179     ptext SLIT("as a function due to escaped type variables") $$
1180     ptext SLIT("Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
1181
1182 notSelector field
1183   = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
1184
1185 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1186 missingStrictFields con fields
1187   = header <> rest
1188   where
1189     rest | null fields = empty  -- Happens for non-record constructors
1190                                 -- with strict fields
1191          | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
1192
1193     header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+>
1194              ptext SLIT("does not have the required strict field(s)")
1195
1196 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1197 missingFields con fields
1198   = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:")
1199         <+> pprWithCommas ppr fields
1200
1201 -- callCtxt fun args = ptext SLIT("In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
1202
1203 #ifdef GHCI
1204 polySpliceErr :: Id -> SDoc
1205 polySpliceErr id
1206   = ptext SLIT("Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
1207 #endif
1208 \end{code}