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
  61 import Control.Monad
  62 \end{code}
  63
  64 %************************************************************************
  65 %*                                                                      *
  66 \subsection{Main wrappers}
  67 %*                                                                      *
  68 %************************************************************************
  69
  70 \begin{code}
  71 tcPolyExpr, tcPolyExprNC
  72          :: LHsExpr Name                -- Expession to type check
  73          -> BoxySigmaType               -- Expected type (could be a polytpye)
  74          -> TcM (LHsExpr TcId)  -- Generalised expr with expected type
  75
  76 -- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent) place
  77 -- to add context information.
  78 -- The NC version does not do so, usually because the caller wants
  79 -- to do so himself.
  80
  81 tcPolyExpr expr res_ty
  82   = addErrCtxt (exprCtxt (unLoc expr)) $
  83     (do {traceTc (text "tcPolyExpr") ; tcPolyExprNC expr res_ty })
  84
  85 tcPolyExprNC expr res_ty
  86   | isSigmaTy res_ty
  87   = do  { traceTc (text "tcPolyExprNC" <+> ppr res_ty)
  88         ; (gen_fn, expr') <- tcGen res_ty emptyVarSet (\_ -> tcPolyExprNC expr)
  89                 -- Note the recursive call to tcPolyExpr, because the
  90                 -- type may have multiple layers of for-alls
  91                 -- E.g. forall a. Eq a => forall b. Ord b => ....
  92         ; return (mkLHsWrap gen_fn expr') }
  93
  94   | otherwise
  95   = tcMonoExpr expr res_ty
  96
  97 ---------------
  98 tcPolyExprs :: [LHsExpr Name] -> [TcType] -> TcM [LHsExpr TcId]
  99 tcPolyExprs [] [] = return []
 100 tcPolyExprs (expr:exprs) (ty:tys)
 101  = do   { expr'  <- tcPolyExpr  expr  ty
 102         ; exprs' <- tcPolyExprs exprs tys
 103         ; return (expr':exprs') }
 104 tcPolyExprs exprs tys = pprPanic "tcPolyExprs" (ppr exprs $$ ppr tys)
 105
 106 ---------------
 107 tcMonoExpr :: LHsExpr Name      -- Expression to type check
 108            -> BoxyRhoType       -- Expected type (could be a type variable)
 109                                 -- Definitely no foralls at the top
 110                                 -- Can contain boxes, which will be filled in
 111            -> TcM (LHsExpr TcId)
 112
 113 tcMonoExpr (L loc expr) res_ty
 114   = ASSERT( not (isSigmaTy res_ty) )
 115     setSrcSpan loc $
 116     do  { expr' <- tcExpr expr res_ty
 117         ; return (L loc expr') }
 118
 119 ---------------
 120 tcInferRho :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
 121 tcInferRho expr = tcInfer (tcMonoExpr expr)
 122 \end{code}
 123
 124
 125 %************************************************************************
 126 %*                                                                      *
 127         tcExpr: the main expression typechecker
 128 %*                                                                      *
 129 %************************************************************************
 130
 131 \begin{code}
 132 tcExpr :: HsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
 133 tcExpr (HsVar name)     res_ty = tcId (OccurrenceOf name) name res_ty
 134
 135 tcExpr (HsLit lit)      res_ty = do { let lit_ty = hsLitType lit
 136                                     ; coi <- boxyUnify lit_ty res_ty
 137                                     ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsLit lit)
 138                                     }
 139
 140 tcExpr (HsPar expr)     res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 141                                     ; return (HsPar expr') }
 142
 143 tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 144                                     ; return (HsSCC lbl expr') }
 145 tcExpr (HsTickPragma info expr) res_ty
 146                                = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 147                                     ; return (HsTickPragma info expr') }
 148
 149 tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty       -- hdaume: core annotation
 150   = do  { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 151         ; return (HsCoreAnn lbl expr') }
 152
 153 tcExpr (HsOverLit lit) res_ty
 154   = do  { lit' <- tcOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
 155         ; return (HsOverLit lit') }
 156
 157 tcExpr (NegApp expr neg_expr) res_ty
 158   = do  { neg_expr' <- tcSyntaxOp NegateOrigin neg_expr
 159                                   (mkFunTy res_ty res_ty)
 160         ; expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 161         ; return (NegApp expr' neg_expr') }
 162
 163 tcExpr (HsIPVar ip) res_ty
 164   = do  { let origin = IPOccOrigin ip
 165                 -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a
 166                 -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
 167                 -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
 168                 -- be a tau-type.)
 169         ; ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
 170         ; co_fn <- tcSubExp origin ip_ty res_ty
 171         ; (ip', inst) <- newIPDict origin ip ip_ty
 172         ; extendLIE inst
 173         ; return (mkHsWrap co_fn (HsIPVar ip')) }
 174
 175 tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty
 176   = go e1 [e2]
 177   where
 178     go :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -> TcM (HsExpr TcId)
 179     go (L _ (HsApp e1 e2)) args = go e1 (e2:args)
 180     go lfun@(L loc fun) args
 181         = do { (fun', args') <- -- addErrCtxt (callCtxt lfun args) $
 182                                 tcApp fun (length args) (tcArgs lfun args) res_ty
 183              ; traceTc (text "tcExpr args': " <+> ppr args')
 184              ; return (unLoc (foldl mkHsApp (L loc fun') args')) }
 185
 186 tcExpr (HsLam match) res_ty
 187   = do  { (co_fn, match') <- tcMatchLambda match res_ty
 188         ; return (mkHsWrap co_fn (HsLam match')) }
 189
 190 tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
 191  = do   { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
 192
 193         -- Remember to extend the lexical type-variable environment
 194         ; (gen_fn, expr') <- tcGen sig_tc_ty emptyVarSet (\ skol_tvs res_ty ->
 195                              tcExtendTyVarEnv2 (hsExplicitTvs sig_ty `zip` mkTyVarTys skol_tvs) $
 196                              tcPolyExprNC expr res_ty)
 197
 198         ; co_fn <- tcSubExp ExprSigOrigin sig_tc_ty res_ty
 199         ; return (mkHsWrap co_fn (ExprWithTySigOut (mkLHsWrap gen_fn expr') sig_ty)) }
 200
 201 tcExpr (HsType ty) res_ty
 202   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
 203         -- This is the syntax for type applications that I was planning
 204         -- but there are difficulties (e.g. what order for type args)
 205         -- so it's not enabled yet.
 206         -- Can't eliminate it altogether from the parser, because the
 207         -- same parser parses *patterns*.
 208 \end{code}
 209
 210
 211 %************************************************************************
 212 %*                                                                      *
 213                 Infix operators and sections
 214 %*                                                                      *
 215 %************************************************************************
 216
 217 \begin{code}
 218 tcExpr in_expr@(OpApp arg1 lop@(L loc op) fix arg2) res_ty
 219   = do  { (op', [arg1', arg2']) <- tcApp op 2 (tcArgs lop [arg1,arg2]) res_ty
 220         ; return (OpApp arg1' (L loc op') fix arg2') }
 221
 222 -- Left sections, equivalent to
 223 --      \ x -> e op x,
 224 -- or
 225 --      \ x -> op e x,
 226 -- or just
 227 --      op e
 228 --
 229 -- We treat it as similar to the latter, so we don't
 230 -- actually require the function to take two arguments
 231 -- at all.  For example, (x `not`) means (not x);
 232 -- you get postfix operators!  Not really Haskell 98
 233 -- I suppose, but it's less work and kind of useful.
 234
 235 tcExpr in_expr@(SectionL arg1 lop@(L loc op)) res_ty
 236   = do  { (op', [arg1']) <- tcApp op 1 (tcArgs lop [arg1]) res_ty
 237         ; return (SectionL arg1' (L loc op')) }
 238
 239 -- Right sections, equivalent to \ x -> x `op` expr, or
 240 --      \ x -> op x expr
 241
 242 tcExpr in_expr@(SectionR lop@(L loc op) arg2) res_ty
 243   = do  { (co_fn, (op', arg2')) <- subFunTys doc 1 res_ty $ \ [arg1_ty'] res_ty' ->
 244                                    tcApp op 2 (tc_args arg1_ty') res_ty'
 245         ; return (mkHsWrap co_fn (SectionR (L loc op') arg2')) }
 246   where
 247     doc = ptext (sLit "The section") <+> quotes (ppr in_expr)
 248                 <+> ptext (sLit "takes one argument")
 249     tc_args arg1_ty' qtvs qtys [arg1_ty, arg2_ty]
 250         = do { boxyUnify arg1_ty' (substTyWith qtvs qtys arg1_ty)
 251              ; arg2' <- tcArg lop 2 arg2 qtvs qtys arg2_ty
 252              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- c.f. tcArgs
 253              ; return (qtys', arg2') }
 254     tc_args arg1_ty' _ _ _ = panic "tcExpr SectionR"
 255 \end{code}
 256
 257 \begin{code}
 258 tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
 259   = do  { (binds', expr') <- tcLocalBinds binds $
 260                              tcMonoExpr expr res_ty
 261         ; return (HsLet binds' expr') }
 262
 263 tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
 264   = do  {  -- We used to typecheck the case alternatives first.
 265            -- The case patterns tend to give good type info to use
 266            -- when typechecking the scrutinee.  For example
 267            --   case (map f) of
 268            --     (x:xs) -> ...
 269            -- will report that map is applied to too few arguments
 270            --
 271            -- But now, in the GADT world, we need to typecheck the scrutinee
 272            -- first, to get type info that may be refined in the case alternatives
 273           (scrut', scrut_ty) <- addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)
 274                                            (tcInferRho scrut)
 275
 276         ; traceTc (text "HsCase" <+> ppr scrut_ty)
 277         ; matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches exp_ty
 278         ; return (HsCase scrut' matches') }
 279  where
 280     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
 281                       mc_body = tcBody }
 282
 283 tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
 284   = do  { pred' <- addErrCtxt (predCtxt pred) $
 285                    tcMonoExpr pred boolTy
 286         ; b1' <- tcMonoExpr b1 res_ty
 287         ; b2' <- tcMonoExpr b2 res_ty
 288         ; return (HsIf pred' b1' b2') }
 289
 290 tcExpr (HsDo do_or_lc stmts body _) res_ty
 291   = tcDoStmts do_or_lc stmts body res_ty
 292
 293 tcExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty    -- Non-empty list
 294   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 295         ; exprs' <- mapM (tc_elt elt_ty) exprs
 296         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitList elt_ty exprs') }
 297   where
 298     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 299
 300 tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty    -- maybe empty
 301   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 302         ; exprs' <- mapM (tc_elt elt_ty) exprs
 303         ; when (null exprs) (zapToMonotype elt_ty >> return ())
 304                 -- If there are no expressions in the comprehension
 305                 -- we must still fill in the box
 306                 -- (Not needed for [] and () becuase they happen
 307                 --  to parse as data constructors.)
 308         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
 309   where
 310     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 311
 312 -- For tuples, take care to preserve rigidity
 313 -- E.g.         case (x,y) of ....
 314 --         The scrutinee should have a rigid type if x,y do
 315 -- The general scheme is the same as in tcIdApp
 316 tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
 317   = do  { let kind = case boxity of { Boxed   -> liftedTypeKind
 318                                     ; Unboxed -> argTypeKind }
 319         ; tvs <- newBoxyTyVars [kind | e <- exprs]
 320         ; let tup_tc     = tupleTyCon boxity (length exprs)
 321               tup_res_ty = mkTyConApp tup_tc (mkTyVarTys tvs)
 322         ; checkWiredInTyCon tup_tc      -- Ensure instances are available
 323         ; arg_tys  <- preSubType tvs (mkVarSet tvs) tup_res_ty res_ty
 324         ; exprs'   <- tcPolyExprs exprs arg_tys
 325         ; arg_tys' <- mapM refineBox arg_tys
 326         ; co_fn    <- tcSubExp TupleOrigin (mkTyConApp tup_tc arg_tys') res_ty
 327         ; return (mkHsWrap co_fn (ExplicitTuple exprs' boxity)) }
 328
 329 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
 330   = do  { (pat', cmd', coi) <- tcProc pat cmd res_ty
 331         ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsProc pat' cmd') }
 332
 333 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
 334   = failWithTc (vcat [ptext (sLit "The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 335                       ptext (sLit "was found where an expression was expected")])
 336
 337 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 338   = failWithTc (vcat [ptext (sLit "The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 339                       ptext (sLit "was found where an expression was expected")])
 340 \end{code}
 341
 342 %************************************************************************
 343 %*                                                                      *
 344                 Record construction and update
 345 %*                                                                      *
 346 %************************************************************************
 347
 348 \begin{code}
 349 tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
 350   = do  { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 351
 352         -- Check for missing fields
 353         ; checkMissingFields data_con rbinds
 354
 355         ; let arity = dataConSourceArity data_con
 356               check_fields qtvs qtys arg_tys
 357                   = do  { let arg_tys' = substTys (zipOpenTvSubst qtvs qtys) arg_tys
 358                         ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys' rbinds
 359                         ; qtys' <- mapM refineBoxToTau qtys
 360                         ; return (qtys', rbinds') }
 361                 -- The refineBoxToTau ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
 362                 -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
 363                 -- How could this not be the case?  Consider a record construction
 364                 -- that does not mention all the fields.
 365
 366         ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
 367
 368         ; return (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
 369
 370 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
 371 -- handle the *non-updated* fields.  Consider:
 372 --
 373 --      data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
 374 --                 | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
 375 --                 | MkT3 { fd :: a }
 376 --
 377 --      upd :: T a b -> c -> T a c
 378 --      upd t x = t { fb = x}
 379 --
 380 -- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
 381 -- because upd should be equivalent to:
 382 --
 383 --      upd t x = case t of
 384 --                      MkT1 p q -> MkT1 p x
 385 --                      MkT2 a b -> MkT2 p b
 386 --                      MkT3 d   -> error ...
 387 --
 388 -- So we need to give a completely fresh type to the result record,
 389 -- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
 390 --
 391 -- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
 392 -- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
 393 --
 394 -- All this is done in STEP 4 below.
 395 --
 396 -- Note about GADTs
 397 -- ~~~~~~~~~~~~~~~~
 398 -- For record update we require that every constructor involved in the
 399 -- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
 400 -- don't know how to do the update otherwise.
 401
 402
 403 tcExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds _ _ _) res_ty = do
 404         -- STEP 0
 405         -- Check that the field names are really field names
 406     let
 407         field_names = hsRecFields rbinds
 408
 409     MASSERT( notNull field_names )
 410     sel_ids <- mapM tcLookupField field_names
 411         -- The renamer has already checked that they
 412         -- are all in scope
 413     let
 414         bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name)
 415                    | (fld, sel_id) <- rec_flds rbinds `zip` sel_ids,
 416                      not (isRecordSelector sel_id),     -- Excludes class ops
 417                      let L loc field_name = hsRecFieldId fld
 418                    ]
 419
 420     unless (null bad_guys) (sequence bad_guys >> failM)
 421
 422         -- STEP 1
 423         -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
 424     let
 425                 -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
 426         sel_id : _      = sel_ids
 427         (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
 428         data_cons       = tyConDataCons tycon                   -- it's not a field label
 429                 -- NB: for a data type family, the tycon is the instance tycon
 430
 431         relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
 432         is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) field_names
 433
 434         -- STEP 2
 435         -- Check that at least one constructor has all the named fields
 436         -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
 437     checkTc (not (null relevant_cons))
 438             (badFieldsUpd rbinds)
 439
 440         -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on
 441         -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
 442     checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
 443             (nonVanillaUpd tycon)
 444
 445         -- STEP 4
 446         -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
 447         -- which type arguments must be the same in updatee and result.
 448         --
 449         -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
 450         -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
 451     let
 452                 -- A constructor is only relevant to this process if
 453                 -- it contains *all* the fields that are being updated
 454         con1 = ASSERT( not (null relevant_cons) ) head relevant_cons    -- A representative constructor
 455         (con1_tyvars, theta, con1_arg_tys, con1_res_ty) = dataConSig con1
 456         con1_flds     = dataConFieldLabels con1
 457         common_tyvars = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
 458                                                , not (fld `elem` field_names) ]
 459
 460         is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
 461
 462         mk_inst_ty tv result_inst_ty
 463           | is_common_tv tv = return result_inst_ty             -- Same as result type
 464           | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
 465
 466     MASSERT( null theta )       -- Vanilla datacon
 467     (_, result_inst_tys, result_inst_env) <- tcInstTyVars con1_tyvars
 468     scrut_inst_tys <- zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys
 469
 470         -- STEP 3: Typecheck the update bindings.
 471         -- Do this after checking for bad fields in case
 472         -- there's a field that doesn't match the constructor.
 473     let
 474         result_ty     = substTy result_inst_env con1_res_ty
 475         con1_arg_tys' = map (substTy result_inst_env) con1_arg_tys
 476         origin        = RecordUpdOrigin
 477
 478     co_fn   <- tcSubExp origin result_ty res_ty
 479     rbinds' <- tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds
 480
 481         -- STEP 5: Typecheck the expression to be updated
 482     let
 483         scrut_inst_env = zipTopTvSubst con1_tyvars scrut_inst_tys
 484         scrut_ty = substTy scrut_inst_env con1_res_ty
 485         -- This is one place where the isVanilla check is important
 486         -- So that inst_tys matches the con1_tyvars
 487
 488     record_expr' <- tcMonoExpr record_expr scrut_ty
 489
 490         -- STEP 6: Figure out the LIE we need.
 491         -- We have to generate some dictionaries for the data type context,
 492         -- since we are going to do pattern matching over the data cons.
 493         --
 494         -- What dictionaries do we need?  The dataConStupidTheta tells us.
 495     let
 496         theta' = substTheta scrut_inst_env (dataConStupidTheta con1)
 497
 498     instStupidTheta origin theta'
 499
 500         -- Step 7: make a cast for the scrutinee, in the case that it's from a type family
 501     let scrut_co | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
 502                  = WpCast $ mkTyConApp co_con scrut_inst_tys
 503                  | otherwise
 504                  = idHsWrapper
 505
 506         -- Phew!
 507     return (mkHsWrap co_fn (RecordUpd (mkLHsWrap scrut_co record_expr') rbinds'
 508                                        relevant_cons scrut_inst_tys result_inst_tys))
 509 \end{code}
 510
 511
 512 %************************************************************************
 513 %*                                                                      *
 514         Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
 515         and their parallel-array counterparts   e.g. [: a,b.. :]
 516
 517 %*                                                                      *
 518 %************************************************************************
 519
 520 \begin{code}
 521 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
 522   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 523         ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
 524         ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 525                               elt_ty enumFromName
 526         ; return $ mkHsWrapCoI coi (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
 527
 528 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 529   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 530         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 531         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 532         ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 533                               elt_ty enumFromThenName
 534         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 535                     (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
 536
 537 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 538   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 539         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 540         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 541         ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 542                               elt_ty enumFromToName
 543         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 544                      (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 545
 546 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 547   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitListTy res_ty
 548         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 549         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 550         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 551         ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 552                       elt_ty enumFromThenToName
 553         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 554                      (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 555
 556 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 557   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 558         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 559         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 560         ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 561                                       elt_ty enumFromToPName
 562         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 563                      (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 564
 565 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 566   = do  { (elt_ty, coi) <- boxySplitPArrTy res_ty
 567         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 568         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 569         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 570         ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 571                       elt_ty enumFromThenToPName
 572         ; return $ mkHsWrapCoI coi
 573                      (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 574
 575 tcExpr (PArrSeq _ _) _
 576   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
 577     -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
 578     -- let it through
 579 \end{code}
 580
 581
 582 %************************************************************************
 583 %*                                                                      *
 584                 Template Haskell
 585 %*                                                                      *
 586 %************************************************************************
 587
 588 \begin{code}
 589 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
 590         -- Rename excludes these cases otherwise
 591 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 592 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do   { e <- tcBracket brack res_ty
 593                                         ; return (unLoc e) }
 594 tcExpr e@(HsQuasiQuoteE _) res_ty =
 595     pprPanic "Should never see HsQuasiQuoteE in type checker" (ppr e)
 596 #endif /* GHCI */
 597 \end{code}
 598
 599
 600 %************************************************************************
 601 %*                                                                      *
 602                 Catch-all
 603 %*                                                                      *
 604 %************************************************************************
 605
 606 \begin{code}
 607 tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 608 \end{code}
 609
 610
 611 %************************************************************************
 612 %*                                                                      *
 613                 Applications
 614 %*                                                                      *
 615 %************************************************************************
 616
 617 \begin{code}
 618 ---------------------------
 619 tcApp :: HsExpr Name                            -- Function
 620       -> Arity                                  -- Number of args reqd
 621       -> ArgChecker results
 622       -> BoxyRhoType                            -- Result type
 623       -> TcM (HsExpr TcId, results)
 624
 625 -- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
 626 -- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
 627
 628 tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
 629   = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 630
 631 tcApp fun n_args arg_checker res_ty     -- The vanilla case (rula APP)
 632   = do  { arg_boxes  <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
 633         ; fun'       <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
 634         ; arg_tys'   <- mapM readFilledBox arg_boxes
 635         ; (_, args') <- arg_checker [] [] arg_tys'      -- Yuk
 636         ; return (fun', args') }
 637
 638 ---------------------------
 639 tcIdApp :: Name                                 -- Function
 640         -> Arity                                -- Number of args reqd
 641         -> ArgChecker results   -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
 642         -> BoxyRhoType                          -- Result type
 643         -> TcM (HsExpr TcId, results)
 644
 645 -- Call         (f e1 ... en) :: res_ty
 646 -- Type         f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
 647 --                      (where k <= n; fres has the rest)
 648 -- NB:  if k < n then the function doesn't have enough args, and
 649 --      presumably fres is a type variable that we are going to
 650 --      instantiate with a function type
 651 --
 652 -- Then         fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
 653
 654 tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 655   = do  { let orig = OccurrenceOf fun_name
 656         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 657
 658         -- Split up the function type
 659         ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 660               (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
 661
 662               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
 663               arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
 664               res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
 665                 -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
 666               tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
 667               k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
 668               n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
 669
 670         -- Match the result type of the function with the
 671         -- result type of the context, to get an inital substitution
 672         ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
 673         ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
 674               res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
 675         ; qtys' <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_res_ty res_ty'
 676
 677         -- Typecheck the arguments!
 678         -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
 679         ; (qtys'', args') <- arg_checker qtvs qtys' (fun_arg_tys ++ extra_arg_tys')
 680
 681         -- Strip boxes from the qtvs that have been filled in by the arg checking
 682         ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
 683
 684         -- Result subsumption
 685         -- This fills in res_qtvs
 686         ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
 687               fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
 688               res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
 689         ; co_fn <- tcSubExp orig fun_res_ty'' res_ty''
 690
 691         -- And pack up the results
 692         -- By applying the coercion just to the *function* we can make
 693         -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
 694         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 695         ; co_fn' <- wrapFunResCoercion (substTys res_subst fun_arg_tys) co_fn
 696         ; traceTc (text "tcIdApp: " <+> ppr (mkHsWrap co_fn' fun') <+> ppr tv_theta_prs <+> ppr co_fn' <+> ppr fun')
 697         ; return (mkHsWrap co_fn' fun', args') }
 698 \end{code}
 699
 700 Note [Silly type synonyms in smart-app]
 701 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 702 When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
 703 in.  But we need to be careful about type synonyms:
 704         type T a = Int
 705         f :: T a -> Int
 706         ...(f x)...
 707 In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
 708 (T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
 709 because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
 710 use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free
 711 in the argument type.
 712
 713 \begin{code}
 714 -- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
 715 -- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
 716 --                ; return res }
 717
 718 tcId :: InstOrigin
 719      -> Name                                    -- Function
 720      -> BoxyRhoType                             -- Result type
 721      -> TcM (HsExpr TcId)
 722 tcId orig fun_name res_ty
 723   = do  { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
 724         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 725
 726         -- Split up the function type
 727         ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 728               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs -- Quantified tyvars
 729               tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentioned in the tau part
 730         ; qtv_tys <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_tau res_ty
 731
 732         -- Do the subsumption check wrt the result type
 733         ; let res_subst = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
 734               fun_tau'  = substTy res_subst fun_tau
 735
 736         ; co_fn <- tcSubExp orig fun_tau' res_ty
 737
 738         -- And pack up the results
 739         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 740         ; traceTc (text "tcId yields" <+> ppr (mkHsWrap co_fn fun'))
 741         ; return (mkHsWrap co_fn fun') }
 742
 743 --      Note [Push result type in]
 744 --
 745 -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
 746 -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
 747 -- This is when we might detect a too-few args situation.
 748 -- (One can think of cases when the opposite order would give
 749 -- a better error message.)
 750 -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an
 751 --              example where it actually makes a real difference
 752 --    class C t a b | t a -> b
 753 --    instance C Char a Bool
 754 --
 755 --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
 756 --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 757
 758 --    f1, f2 :: Q Char;
 759 --    f1 = MkQ (MkP True)
 760 --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 761 --
 762 -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
 763 -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
 764 -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
 765
 766 ---------------------------
 767 tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
 768 -- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
 769 -- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
 770 tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
 771 tcSyntaxOp orig other      ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
 772
 773 ---------------------------
 774 instFun :: InstOrigin
 775         -> HsExpr TcId
 776         -> TvSubst                -- The instantiating substitution
 777         -> [([TyVar], ThetaType)] -- Stuff to instantiate
 778         -> TcM (HsExpr TcId)
 779
 780 instFun orig fun subst []
 781   = return fun          -- Common short cut
 782
 783 instFun orig fun subst tv_theta_prs
 784   = do  { let ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
 785         ; traceTc (text "instFun" <+> ppr ty_theta_prs')
 786                 -- Make two ad-hoc checks
 787         ; doStupidChecks fun ty_theta_prs'
 788
 789                 -- Now do normal instantiation
 790         ; method_sharing <- doptM Opt_MethodSharing
 791         ; result <- go method_sharing True fun ty_theta_prs'
 792         ; traceTc (text "instFun result" <+> ppr result)
 793         ; return result
 794         }
 795   where
 796     subst_pr (tvs, theta)
 797         = (substTyVars subst tvs, substTheta subst theta)
 798
 799     go _ _ fun [] = do {traceTc (text "go _ _ fun [] returns" <+> ppr fun) ; return fun }
 800
 801     go method_sharing True (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs)
 802         | want_method_inst method_sharing theta
 803         = do { traceTc (text "go (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs) | want_method_inst theta")
 804              ; meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys
 805              ; go method_sharing False (HsVar meth_id) prs }
 806                 -- Go round with 'False' to prevent further use
 807                 -- of newMethod: see Note [Multiple instantiation]
 808
 809     go method_sharing _ fun ((tys, theta) : prs)
 810         = do { co_fn <- instCall orig tys theta
 811              ; traceTc (text "go yields co_fn" <+> ppr co_fn)
 812              ; go method_sharing False (HsWrap co_fn fun) prs }
 813
 814         -- See Note [No method sharing]
 815     want_method_inst method_sharing theta =  not (null theta)   -- Overloaded
 816                                           && method_sharing
 817 \end{code}
 818
 819 Note [Multiple instantiation]
 820 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 821 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 822 For example, consider
 823         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 824 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 825
 826         f_m1
 827   where
 828         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 829         f_m1 = f Int dEqInt
 830
 831         f_m2 :: Int -> Bool
 832         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
 833
 834 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
 835 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
 836         f_m1 = f_mx
 837 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
 838 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
 839
 840 Here's a concrete example that does this (test tc200):
 841
 842     class C a where
 843       f :: Eq b => b -> a -> Int
 844       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
 845
 846     instance C Int where
 847       baz = f
 848
 849 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
 850 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
 851
 852 Note [No method sharing]
 853 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 854 The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
 855 is concerned.  The default case is that for an overloaded function we
 856 generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
 857 something like
 858         f :: Num a => a -> a
 859         f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
 860 If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application
 861 isn't shared, so we get
 862         f :: Num a => a -> a
 863         f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
 864 This gets a bit less sharing, but
 865         a) it's better for RULEs involving overloaded functions
 866         b) perhaps fewer separated lambdas
 867
 868 Note [Left to right]
 869 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 870 tcArgs implements a left-to-right order, which goes beyond what is described in the
 871 impredicative type inference paper.  In particular, it allows
 872         runST $ foo
 873 where runST :: (forall s. ST s a) -> a
 874 When typechecking the application of ($)::(a->b) -> a -> b, we first check that
 875 runST has type (a->b), thereby filling in a=forall s. ST s a.  Then we un-box this type
 876 before checking foo.  The left-to-right order really helps here.
 877
 878 \begin{code}
 879 tcArgs :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
 880        -> [LHsExpr Name]                        -- Actual args
 881        -> ArgChecker [LHsExpr TcId]
 882
 883 type ArgChecker results
 884    = [TyVar] -> [TcSigmaType]           -- Current instantiation
 885    -> [TcSigmaType]                     -- Expected arg types (**before** applying the instantiation)
 886    -> TcM ([TcSigmaType], results)      -- Resulting instaniation and args
 887
 888 tcArgs fun args qtvs qtys arg_tys
 889   = go 1 qtys args arg_tys
 890   where
 891     go n qtys [] [] = return (qtys, [])
 892     go n qtys (arg:args) (arg_ty:arg_tys)
 893         = do { arg' <- tcArg fun n arg qtvs qtys arg_ty
 894              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- Exploit new info
 895              ; (qtys'', args') <- go (n+1) qtys' args arg_tys
 896              ; return (qtys'', arg':args') }
 897     go n qtys args arg_tys = panic "tcArgs"
 898
 899 tcArg :: LHsExpr Name                           -- The function
 900       -> Int                                    --   and arg number (for error messages)
 901       -> LHsExpr Name
 902       -> [TyVar] -> [TcSigmaType]               -- Instantiate the arg type like this
 903       -> BoxySigmaType
 904       -> TcM (LHsExpr TcId)                     -- Resulting argument
 905 tcArg fun arg_no arg qtvs qtys ty
 906   = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
 907     tcPolyExprNC arg (substTyWith qtvs qtys ty)
 908 \end{code}
 909
 910
 911 Note [tagToEnum#]
 912 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 913 Nasty check to ensure that tagToEnum# is applied to a type that is an
 914 enumeration TyCon.  Unification may refine the type later, but this
 915 check won't see that, alas.  It's crude but it works.
 916
 917 Here's are two cases that should fail
 918         f :: forall a. a
 919         f = tagToEnum# 0        -- Can't do tagToEnum# at a type variable
 920
 921         g :: Int
 922         g = tagToEnum# 0        -- Int is not an enumeration
 923
 924
 925 \begin{code}
 926 doStupidChecks :: HsExpr TcId
 927                -> [([TcType], ThetaType)]
 928                -> TcM ()
 929 -- Check two tiresome and ad-hoc cases
 930 -- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
 931 --     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 932 -- (b) deal with the tagToEnum# problem: see Note [tagToEnum#]
 933
 934 doStupidChecks (HsVar fun_id) ((tys,_):_)
 935   | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
 936   = addDataConStupidTheta con tys
 937
 938   | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
 939   = do  { tys' <- zonkTcTypes tys
 940         ; checkTc (ok tys') (tagToEnumError tys')
 941         }
 942   where
 943     ok []       = False
 944     ok (ty:tys) = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
 945                         Just (tc,_) -> isEnumerationTyCon tc
 946                         Nothing     -> False
 947
 948 doStupidChecks fun tv_theta_prs
 949   = return () -- The common case
 950
 951
 952 tagToEnumError tys
 953   = hang (ptext (sLit "Bad call to tagToEnum#") <+> at_type)
 954          2 (vcat [ptext (sLit "Specify the type by giving a type signature"),
 955                   ptext (sLit "e.g. (tagToEnum# x) :: Bool")])
 956   where
 957     at_type | null tys = empty  -- Probably never happens
 958             | otherwise = ptext (sLit "at type") <+> ppr (head tys)
 959 \end{code}
 960
 961 %************************************************************************
 962 %*                                                                      *
 963 \subsection{@tcId@ typechecks an identifier occurrence}
 964 %*                                                                      *
 965 %************************************************************************
 966
 967 \begin{code}
 968 lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcType)
 969 lookupFun orig id_name
 970   = do  { thing <- tcLookup id_name
 971         ; case thing of
 972             AGlobal (ADataCon con) -> return (HsVar wrap_id, idType wrap_id)
 973                                    where
 974                                       wrap_id = dataConWrapId con
 975
 976             AGlobal (AnId id)
 977                 | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
 978                 | otherwise                  -> return (HsVar id, idType id)
 979                 -- A global cannot possibly be ill-staged
 980                 -- nor does it need the 'lifting' treatment
 981
 982             ATcId { tct_id = id, tct_type = ty, tct_co = mb_co, tct_level = lvl }
 983                 -> do { thLocalId orig id ty lvl
 984                       ; case mb_co of
 985                           Unrefineable    -> return (HsVar id, ty)
 986                           Rigid co        -> return (mkHsWrap co (HsVar id), ty)
 987                           Wobbly          -> traceTc (text "lookupFun" <+> ppr id) >> return (HsVar id, ty)     -- Wobbly, or no free vars
 988                           WobblyInvisible -> failWithTc (ppr id_name <+> ptext (sLit " not in scope because it has a wobbly type (solution: add a type annotation)"))
 989                       }
 990
 991             other -> failWithTc (ppr other <+> ptext (sLit "used where a value identifer was expected"))
 992     }
 993
 994 #ifndef GHCI  /* GHCI and TH is off */
 995 --------------------------------------
 996 -- thLocalId : Check for cross-stage lifting
 997 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 998   = return ()
 999
1000 #else         /* GHCI and TH is on */
1001 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
1002   = do  { use_stage <- getStage -- TH case
1003         ; case use_stage of
1004             Brack use_lvl ps_var lie_var | use_lvl > th_bind_lvl
1005                   -> thBrackId orig id ps_var lie_var
1006             other -> do { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
1007                         ; return id }
1008         }
1009
1010 --------------------------------------
1011 thBrackId orig id ps_var lie_var
1012   | thTopLevelId id
1013   =     -- Top-level identifiers in this module,
1014         -- (which have External Names)
1015         -- are just like the imported case:
1016         -- no need for the 'lifting' treatment
1017         -- E.g.  this is fine:
1018         --   f x = x
1019         --   g y = [| f 3 |]
1020         -- But we do need to put f into the keep-alive
1021         -- set, because after desugaring the code will
1022         -- only mention f's *name*, not f itself.
1023     do  { keepAliveTc id; return id }
1024
1025   | otherwise
1026   =     -- Nested identifiers, such as 'x' in
1027         -- E.g. \x -> [| h x |]
1028         -- We must behave as if the reference to x was
1029         --      h $(lift x)
1030         -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by
1031         -- the desugarer to stitch it all back together.
1032         -- If 'x' occurs many times we may get many identical
1033         -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
1034         -- matter, although it's a mite untidy.
1035     do  { let id_ty = idType id
1036         ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
1037                -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
1038                -- have different instantiations, so we can't use plain
1039                -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to
1040                -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
1041                -- just going to flag an error for now
1042
1043         ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
1044                 -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
1045                 -- can't instantiate the Lift class at that kind,
1046                 -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
1047                 -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
1048
1049         ; setLIEVar lie_var     $ do
1050         { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
1051                    -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
1052
1053                    -- Update the pending splices
1054         ; ps <- readMutVar ps_var
1055         ; writeMutVar ps_var ((idName id, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
1056
1057         ; return id } }
1058 #endif /* GHCI */
1059 \end{code}
1060
1061
1062 %************************************************************************
1063 %*                                                                      *
1064 \subsection{Record bindings}
1065 %*                                                                      *
1066 %************************************************************************
1067
1068 Game plan for record bindings
1069 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1070 1. Find the TyCon for the bindings, from the first field label.
1071
1072 2. Instantiate its tyvars and unify (T a1 .. an) with expected_ty.
1073
1074 For each binding field = value
1075
1076 3. Instantiate the field type (from the field label) using the type
1077    envt from step 2.
1078
1079 4  Type check the value using tcArg, passing the field type as
1080    the expected argument type.
1081
1082 This extends OK when the field types are universally quantified.
1083
1084
1085 \begin{code}
1086 tcRecordBinds
1087         :: DataCon
1088         -> [TcType]     -- Expected type for each field
1089         -> HsRecordBinds Name
1090         -> TcM (HsRecordBinds TcId)
1091
1092 tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecFields rbinds dd)
1093   = do  { mb_binds <- mapM do_bind rbinds
1094         ; return (HsRecFields (catMaybes mb_binds) dd) }
1095   where
1096     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
1097     do_bind fld@(HsRecField { hsRecFieldId = L loc field_lbl, hsRecFieldArg = rhs })
1098       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
1099       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)        $
1100         do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
1101            ; sel_id <- tcLookupField field_lbl
1102            ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
1103              return (Just (fld { hsRecFieldId = L loc sel_id, hsRecFieldArg = rhs' })) }
1104       | otherwise
1105       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
1106            ; return Nothing }
1107
1108 checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
1109 checkMissingFields data_con rbinds
1110   | null field_labels   -- Not declared as a record;
1111                         -- But C{} is still valid if no strict fields
1112   = if any isMarkedStrict field_strs then
1113         -- Illegal if any arg is strict
1114         addErrTc (missingStrictFields data_con [])
1115     else
1116         return ()
1117
1118   | otherwise = do              -- A record
1119     unless (null missing_s_fields)
1120            (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))
1121
1122     warn <- doptM Opt_WarnMissingFields
1123     unless (not (warn && notNull missing_ns_fields))
1124            (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
1125
1126   where
1127     missing_s_fields
1128         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1129                  isMarkedStrict str,
1130                  not (fl `elem` field_names_used)
1131           ]
1132     missing_ns_fields
1133         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1134                  not (isMarkedStrict str),
1135                  not (fl `elem` field_names_used)
1136           ]
1137
1138     field_names_used = hsRecFields rbinds
1139     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
1140
1141     field_info = zipEqual "missingFields"
1142                           field_labels
1143                           field_strs
1144
1145     field_strs = dataConStrictMarks data_con
1146 \end{code}
1147
1148 %************************************************************************
1149 %*                                                                      *
1150 \subsection{Errors and contexts}
1151 %*                                                                      *
1152 %************************************************************************
1153
1154 Boring and alphabetical:
1155 \begin{code}
1156 caseScrutCtxt expr
1157   = hang (ptext (sLit "In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
1158
1159 exprCtxt expr
1160   = hang (ptext (sLit "In the expression:")) 4 (ppr expr)
1161
1162 fieldCtxt field_name
1163   = ptext (sLit "In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext (sLit "field of a record")
1164
1165 funAppCtxt fun arg arg_no
1166   = hang (hsep [ ptext (sLit "In the"), speakNth arg_no, ptext (sLit "argument of"),
1167                     quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
1168          4 (quotes (ppr arg))
1169
1170 predCtxt expr
1171   = hang (ptext (sLit "In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
1172
1173 nonVanillaUpd tycon
1174   = vcat [ptext (sLit "Record update for the non-Haskell-98 data type")
1175                 <+> quotes (pprSourceTyCon tycon)
1176                 <+> ptext (sLit "is not (yet) supported"),
1177           ptext (sLit "Use pattern-matching instead")]
1178 badFieldsUpd rbinds
1179   = hang (ptext (sLit "No constructor has all these fields:"))
1180          4 (pprQuotedList (hsRecFields rbinds))
1181
1182 naughtyRecordSel sel_id
1183   = ptext (sLit "Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+>
1184     ptext (sLit "as a function due to escaped type variables") $$
1185     ptext (sLit "Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
1186
1187 notSelector field
1188   = hsep [quotes (ppr field), ptext (sLit "is not a record selector")]
1189
1190 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1191 missingStrictFields con fields
1192   = header <> rest
1193   where
1194     rest | null fields = empty  -- Happens for non-record constructors
1195                                 -- with strict fields
1196          | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
1197
1198     header = ptext (sLit "Constructor") <+> quotes (ppr con) <+>
1199              ptext (sLit "does not have the required strict field(s)")
1200
1201 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1202 missingFields con fields
1203   = ptext (sLit "Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "not initialised:")
1204         <+> pprWithCommas ppr fields
1205
1206 -- callCtxt fun args = ptext (sLit "In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
1207
1208 #ifdef GHCI
1209 polySpliceErr :: Id -> SDoc
1210 polySpliceErr id
1211   = ptext (sLit "Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
1212 #endif
1213 \end{code}