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_GHC -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/WorkingConventions#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 $ wrapExprCoI (HsLit lit) coi
 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 <- boxySplitListTy res_ty
 293         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 294         ; return (ExplicitList elt_ty exprs') }
 295   where
 296     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 297 {- TODO: Version from Tom's original patch.  Unfortunately, we cannot do it this
 298    way, but need to teach boxy splitters about match deferral and coercions.
 299   = do  { elt_tv <- newBoxyTyVar argTypeKind
 300         ; let elt_ty = TyVarTy elt_tv
 301         ; coi    <- boxyUnify (mkTyConApp listTyCon [elt_ty]) res_ty
 302         -- ; elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 303         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 304         ; return $ wrapExprCoI (ExplicitList elt_ty exprs') coi  }
 305         -- ; return (ExplicitList elt_ty exprs') }
 306   where
 307     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 308  -}
 309
 310 tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty    -- maybe empty
 311   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 312         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 313         ; ifM (null exprs) (zapToMonotype elt_ty)
 314                 -- If there are no expressions in the comprehension
 315                 -- we must still fill in the box
 316                 -- (Not needed for [] and () becuase they happen
 317                 --  to parse as data constructors.)
 318         ; return (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
 319   where
 320     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 321
 322 -- For tuples, take care to preserve rigidity
 323 -- E.g.         case (x,y) of ....
 324 --         The scrutinee should have a rigid type if x,y do
 325 -- The general scheme is the same as in tcIdApp
 326 tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
 327   = do  { tvs <- newBoxyTyVars [argTypeKind | e <- exprs]
 328         ; let tup_tc     = tupleTyCon boxity (length exprs)
 329               tup_res_ty = mkTyConApp tup_tc (mkTyVarTys tvs)
 330         ; checkWiredInTyCon tup_tc      -- Ensure instances are available
 331         ; arg_tys  <- preSubType tvs (mkVarSet tvs) tup_res_ty res_ty
 332         ; exprs'   <- tcPolyExprs exprs arg_tys
 333         ; arg_tys' <- mapM refineBox arg_tys
 334         ; co_fn    <- tcFunResTy (tyConName tup_tc) (mkTyConApp tup_tc arg_tys') res_ty
 335         ; return (mkHsWrap co_fn (ExplicitTuple exprs' boxity)) }
 336
 337 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
 338   = do  { (pat', cmd') <- tcProc pat cmd res_ty
 339         ; return (HsProc pat' cmd') }
 340
 341 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
 342   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 343                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 344
 345 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 346   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 347                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 348 \end{code}
 349
 350 %************************************************************************
 351 %*                                                                      *
 352                 Record construction and update
 353 %*                                                                      *
 354 %************************************************************************
 355
 356 \begin{code}
 357 tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
 358   = do  { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 359
 360         -- Check for missing fields
 361         ; checkMissingFields data_con rbinds
 362
 363         ; let arity = dataConSourceArity data_con
 364               check_fields qtvs qtys arg_tys
 365                   = do  { let arg_tys' = substTys (zipOpenTvSubst qtvs qtys) arg_tys
 366                         ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys' rbinds
 367                         ; qtys' <- mapM refineBoxToTau qtys
 368                         ; return (qtys', rbinds') }
 369                 -- The refineBoxToTau ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
 370                 -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
 371                 -- How could this not be the case?  Consider a record construction
 372                 -- that does not mention all the fields.
 373
 374         ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
 375
 376         ; returnM (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
 377
 378 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
 379 -- handle the *non-updated* fields.  Consider:
 380 --
 381 --      data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
 382 --                 | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
 383 --                 | MkT3 { fd :: a }
 384 --
 385 --      upd :: T a b -> c -> T a c
 386 --      upd t x = t { fb = x}
 387 --
 388 -- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
 389 -- because upd should be equivalent to:
 390 --
 391 --      upd t x = case t of
 392 --                      MkT1 p q -> MkT1 p x
 393 --                      MkT2 a b -> MkT2 p b
 394 --                      MkT3 d   -> error ...
 395 --
 396 -- So we need to give a completely fresh type to the result record,
 397 -- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
 398 --
 399 -- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
 400 -- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
 401 --
 402 -- All this is done in STEP 4 below.
 403 --
 404 -- Note about GADTs
 405 -- ~~~~~~~~~~~~~~~~
 406 -- For record update we require that every constructor involved in the
 407 -- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
 408 -- don't know how to do the update otherwise.
 409
 410
 411 tcExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds _ _ _) res_ty
 412   =     -- STEP 0
 413         -- Check that the field names are really field names
 414     let
 415         field_names = hsRecFields rbinds
 416     in
 417     ASSERT( notNull field_names )
 418     mappM tcLookupField field_names     `thenM` \ sel_ids ->
 419         -- The renamer has already checked that they
 420         -- are all in scope
 421     let
 422         bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name)
 423                    | (fld, sel_id) <- rec_flds rbinds `zip` sel_ids,
 424                      not (isRecordSelector sel_id),     -- Excludes class ops
 425                      let L loc field_name = hsRecFieldId fld
 426                    ]
 427     in
 428     checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM)  `thenM_`
 429
 430         -- STEP 1
 431         -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
 432     let
 433                 -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
 434         sel_id : _      = sel_ids
 435         (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
 436         data_cons       = tyConDataCons tycon                   -- it's not a field label
 437                 -- NB: for a data type family, the tycon is the instance tycon
 438
 439         relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
 440         is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) field_names
 441     in
 442
 443         -- STEP 2
 444         -- Check that at least one constructor has all the named fields
 445         -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
 446     checkTc (not (null relevant_cons))
 447             (badFieldsUpd rbinds)       `thenM_`
 448
 449         -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on
 450         -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
 451     checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
 452             (nonVanillaUpd tycon)       `thenM_`
 453
 454         -- STEP 4
 455         -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
 456         -- which type arguments must be the same in updatee and result.
 457         --
 458         -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
 459         -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
 460     let
 461                 -- A constructor is only relevant to this process if
 462                 -- it contains *all* the fields that are being updated
 463         con1 = ASSERT( not (null relevant_cons) ) head relevant_cons    -- A representative constructor
 464         (con1_tyvars, theta, con1_arg_tys, con1_res_ty) = dataConSig con1
 465         con1_flds     = dataConFieldLabels con1
 466         common_tyvars = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
 467                                                , not (fld `elem` field_names) ]
 468
 469         is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
 470
 471         mk_inst_ty tv result_inst_ty
 472           | is_common_tv tv = returnM result_inst_ty            -- Same as result type
 473           | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
 474     in
 475     ASSERT( null theta )        -- Vanilla datacon
 476     tcInstTyVars con1_tyvars                            `thenM` \ (_, result_inst_tys, result_inst_env) ->
 477     zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys     `thenM` \ scrut_inst_tys ->
 478
 479         -- STEP 3: Typecheck the update bindings.
 480         -- Do this after checking for bad fields in case
 481         -- there's a field that doesn't match the constructor.
 482     let
 483         result_ty     = substTy result_inst_env con1_res_ty
 484         con1_arg_tys' = map (substTy result_inst_env) con1_arg_tys
 485     in
 486     tcSubExp result_ty res_ty                   `thenM` \ co_fn ->
 487     tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds     `thenM` \ rbinds' ->
 488
 489         -- STEP 5: Typecheck the expression to be updated
 490     let
 491         scrut_inst_env = zipTopTvSubst con1_tyvars scrut_inst_tys
 492         scrut_ty = substTy scrut_inst_env con1_res_ty
 493         -- This is one place where the isVanilla check is important
 494         -- So that inst_tys matches the con1_tyvars
 495     in
 496     tcMonoExpr record_expr scrut_ty             `thenM` \ record_expr' ->
 497
 498         -- STEP 6: Figure out the LIE we need.
 499         -- We have to generate some dictionaries for the data type context,
 500         -- since we are going to do pattern matching over the data cons.
 501         --
 502         -- What dictionaries do we need?  The dataConStupidTheta tells us.
 503     let
 504         theta' = substTheta scrut_inst_env (dataConStupidTheta con1)
 505     in
 506     instStupidTheta RecordUpdOrigin theta'      `thenM_`
 507
 508         -- Step 7: make a cast for the scrutinee, in the case that it's from a type family
 509     let scrut_co | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
 510                  = WpCo $ mkTyConApp co_con scrut_inst_tys
 511                  | otherwise
 512                  = idHsWrapper
 513     in
 514         -- Phew!
 515     returnM (mkHsWrap co_fn (RecordUpd (mkLHsWrap scrut_co record_expr') rbinds'
 516                                        relevant_cons scrut_inst_tys result_inst_tys))
 517 \end{code}
 518
 519
 520 %************************************************************************
 521 %*                                                                      *
 522         Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
 523         and their parallel-array counterparts   e.g. [: a,b.. :]
 524
 525 %*                                                                      *
 526 %************************************************************************
 527
 528 \begin{code}
 529 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
 530   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 531         ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
 532         ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 533                               elt_ty enumFromName
 534         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
 535
 536 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 537   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 538         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 539         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 540         ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 541                               elt_ty enumFromThenName
 542         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
 543
 544
 545 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 546   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 547         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 548         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 549         ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 550                               elt_ty enumFromToName
 551         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 552
 553 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 554   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 555         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 556         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 557         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 558         ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 559                       elt_ty enumFromThenToName
 560         ; return (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 561
 562 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 563   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 564         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 565         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 566         ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 567                                       elt_ty enumFromToPName
 568         ; return (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 569
 570 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 571   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 572         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 573         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 574         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 575         ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 576                       elt_ty enumFromThenToPName
 577         ; return (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 578
 579 tcExpr (PArrSeq _ _) _
 580   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
 581     -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
 582     -- let it through
 583 \end{code}
 584
 585
 586 %************************************************************************
 587 %*                                                                      *
 588                 Template Haskell
 589 %*                                                                      *
 590 %************************************************************************
 591
 592 \begin{code}
 593 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
 594         -- Rename excludes these cases otherwise
 595 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 596 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do   { e <- tcBracket brack res_ty
 597                                         ; return (unLoc e) }
 598 #endif /* GHCI */
 599 \end{code}
 600
 601
 602 %************************************************************************
 603 %*                                                                      *
 604                 Catch-all
 605 %*                                                                      *
 606 %************************************************************************
 607
 608 \begin{code}
 609 tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 610 \end{code}
 611
 612
 613 %************************************************************************
 614 %*                                                                      *
 615                 Applications
 616 %*                                                                      *
 617 %************************************************************************
 618
 619 \begin{code}
 620 ---------------------------
 621 tcApp :: HsExpr Name                            -- Function
 622       -> Arity                                  -- Number of args reqd
 623       -> ArgChecker results
 624       -> BoxyRhoType                            -- Result type
 625       -> TcM (HsExpr TcId, results)
 626
 627 -- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
 628 -- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
 629
 630 tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
 631   = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 632
 633 tcApp fun n_args arg_checker res_ty     -- The vanilla case (rula APP)
 634   = do  { arg_boxes  <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
 635         ; fun'       <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
 636         ; arg_tys'   <- mapM readFilledBox arg_boxes
 637         ; (_, args') <- arg_checker [] [] arg_tys'      -- Yuk
 638         ; return (fun', args') }
 639
 640 ---------------------------
 641 tcIdApp :: Name                                 -- Function
 642         -> Arity                                -- Number of args reqd
 643         -> ArgChecker results   -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
 644         -> BoxyRhoType                          -- Result type
 645         -> TcM (HsExpr TcId, results)
 646
 647 -- Call         (f e1 ... en) :: res_ty
 648 -- Type         f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
 649 --                      (where k <= n; fres has the rest)
 650 -- NB:  if k < n then the function doesn't have enough args, and
 651 --      presumably fres is a type variable that we are going to
 652 --      instantiate with a function type
 653 --
 654 -- Then         fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
 655
 656 tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 657   = do  { let orig = OccurrenceOf fun_name
 658         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 659
 660         -- Split up the function type
 661         ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 662               (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
 663
 664               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
 665               arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
 666               res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
 667                 -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
 668               tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
 669               k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
 670               n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
 671
 672         -- Match the result type of the function with the
 673         -- result type of the context, to get an inital substitution
 674         ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
 675         ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
 676               res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
 677         ; qtys' <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_res_ty res_ty'
 678
 679         -- Typecheck the arguments!
 680         -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
 681         ; (qtys'', args') <- arg_checker qtvs qtys' (fun_arg_tys ++ extra_arg_tys')
 682
 683         -- Strip boxes from the qtvs that have been filled in by the arg checking
 684         ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
 685
 686         -- Result subsumption
 687         -- This fills in res_qtvs
 688         ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
 689               fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
 690               res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
 691         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_res_ty'' res_ty''
 692
 693         -- And pack up the results
 694         -- By applying the coercion just to the *function* we can make
 695         -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
 696         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 697         ; co_fn' <- wrapFunResCoercion (substTys res_subst fun_arg_tys) co_fn
 698         ; traceTc (text "tcIdApp: " <+> ppr (mkHsWrap co_fn' fun') <+> ppr tv_theta_prs <+> ppr co_fn' <+> ppr fun')
 699         ; return (mkHsWrap co_fn' fun', args') }
 700 \end{code}
 701
 702 Note [Silly type synonyms in smart-app]
 703 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 704 When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
 705 in.  But we need to be careful about type synonyms:
 706         type T a = Int
 707         f :: T a -> Int
 708         ...(f x)...
 709 In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
 710 (T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
 711 because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
 712 use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free
 713 in the argument type.
 714
 715 \begin{code}
 716 -- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
 717 -- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
 718 --                ; return res }
 719
 720 tcId :: InstOrigin
 721      -> Name                                    -- Function
 722      -> BoxyRhoType                             -- Result type
 723      -> TcM (HsExpr TcId)
 724 tcId orig fun_name res_ty
 725   = do  { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
 726         ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
 727
 728         -- Split up the function type
 729         ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
 730               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs -- Quantified tyvars
 731               tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentioned in the tau part
 732         ; qtv_tys <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_tau res_ty
 733
 734         -- Do the subsumption check wrt the result type
 735         ; let res_subst = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
 736               fun_tau'  = substTy res_subst fun_tau
 737
 738         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_tau' res_ty
 739
 740         -- And pack up the results
 741         ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
 742         ; traceTc (text "tcId yields" <+> ppr (mkHsWrap co_fn fun'))
 743         ; return (mkHsWrap co_fn fun') }
 744
 745 --      Note [Push result type in]
 746 --
 747 -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
 748 -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
 749 -- This is when we might detect a too-few args situation.
 750 -- (One can think of cases when the opposite order would give
 751 -- a better error message.)
 752 -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an
 753 --              example where it actually makes a real difference
 754 --    class C t a b | t a -> b
 755 --    instance C Char a Bool
 756 --
 757 --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
 758 --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 759
 760 --    f1, f2 :: Q Char;
 761 --    f1 = MkQ (MkP True)
 762 --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 763 --
 764 -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
 765 -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
 766 -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
 767
 768 ---------------------------
 769 tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
 770 -- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
 771 -- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
 772 tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
 773 tcSyntaxOp orig other      ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
 774
 775 ---------------------------
 776 instFun :: InstOrigin
 777         -> HsExpr TcId
 778         -> TvSubst                -- The instantiating substitution
 779         -> [([TyVar], ThetaType)] -- Stuff to instantiate
 780         -> TcM (HsExpr TcId)
 781
 782 instFun orig fun subst []
 783   = return fun          -- Common short cut
 784
 785 instFun orig fun subst tv_theta_prs
 786   = do  { let ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
 787         ; traceTc (text "instFun" <+> ppr ty_theta_prs')
 788                 -- Make two ad-hoc checks
 789         ; doStupidChecks fun ty_theta_prs'
 790
 791                 -- Now do normal instantiation
 792         ; result <- go True fun ty_theta_prs'
 793         ; traceTc (text "instFun result" <+> ppr result)
 794         ; return result
 795         }
 796   where
 797     subst_pr (tvs, theta)
 798         = (substTyVars subst tvs, substTheta subst theta)
 799
 800     go _ fun [] = do {traceTc (text "go _ fun [] returns" <+> ppr fun) ; return fun }
 801
 802     go True (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs)
 803         | want_method_inst theta
 804         = do { traceTc (text "go (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs) | want_method_inst theta")
 805              ; meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys
 806              ; go False (HsVar meth_id) prs }
 807                 -- Go round with 'False' to prevent further use
 808                 -- of newMethod: see Note [Multiple instantiation]
 809
 810     go _ fun ((tys, theta) : prs)
 811         = do { co_fn <- instCall orig tys theta
 812              ; traceTc (text "go yields co_fn" <+> ppr co_fn)
 813              ; go False (HsWrap co_fn fun) prs }
 814
 815         -- See Note [No method sharing]
 816     want_method_inst theta =  not (null theta)  -- Overloaded
 817                            && not opt_NoMethodSharing
 818 \end{code}
 819
 820 Note [Multiple instantiation]
 821 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 822 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 823 For example, consider
 824         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 825 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 826
 827         f_m1
 828   where
 829         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 830         f_m1 = f Int dEqInt
 831
 832         f_m2 :: Int -> Bool
 833         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
 834
 835 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
 836 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
 837         f_m1 = f_mx
 838 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
 839 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
 840
 841 Here's a concrete example that does this (test tc200):
 842
 843     class C a where
 844       f :: Eq b => b -> a -> Int
 845       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
 846
 847     instance C Int where
 848       baz = f
 849
 850 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
 851 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
 852
 853 Note [No method sharing]
 854 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 855 The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
 856 is concerned.  The default case is that for an overloaded function we
 857 generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
 858 something like
 859         f :: Num a => a -> a
 860         f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
 861 If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application
 862 isn't shared, so we get
 863         f :: Num a => a -> a
 864         f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
 865 This gets a bit less sharing, but
 866         a) it's better for RULEs involving overloaded functions
 867         b) perhaps fewer separated lambdas
 868
 869 Note [Left to right]
 870 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 871 tcArgs implements a left-to-right order, which goes beyond what is described in the
 872 impredicative type inference paper.  In particular, it allows
 873         runST $ foo
 874 where runST :: (forall s. ST s a) -> a
 875 When typechecking the application of ($)::(a->b) -> a -> b, we first check that
 876 runST has type (a->b), thereby filling in a=forall s. ST s a.  Then we un-box this type
 877 before checking foo.  The left-to-right order really helps here.
 878
 879 \begin{code}
 880 tcArgs :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
 881        -> [LHsExpr Name]                        -- Actual args
 882        -> ArgChecker [LHsExpr TcId]
 883
 884 type ArgChecker results
 885    = [TyVar] -> [TcSigmaType]           -- Current instantiation
 886    -> [TcSigmaType]                     -- Expected arg types (**before** applying the instantiation)
 887    -> TcM ([TcSigmaType], results)      -- Resulting instaniation and args
 888
 889 tcArgs fun args qtvs qtys arg_tys
 890   = go 1 qtys args arg_tys
 891   where
 892     go n qtys [] [] = return (qtys, [])
 893     go n qtys (arg:args) (arg_ty:arg_tys)
 894         = do { arg' <- tcArg fun n arg qtvs qtys arg_ty
 895              ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- Exploit new info
 896              ; (qtys'', args') <- go (n+1) qtys' args arg_tys
 897              ; return (qtys'', arg':args') }
 898     go n qtys args arg_tys = panic "tcArgs"
 899
 900 tcArg :: LHsExpr Name                           -- The function
 901       -> Int                                    --   and arg number (for error messages)
 902       -> LHsExpr Name
 903       -> [TyVar] -> [TcSigmaType]               -- Instantiate the arg type like this
 904       -> BoxySigmaType
 905       -> TcM (LHsExpr TcId)                     -- Resulting argument
 906 tcArg fun arg_no arg qtvs qtys ty
 907   = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
 908     tcPolyExprNC arg (substTyWith qtvs qtys ty)
 909 \end{code}
 910
 911
 912 Note [tagToEnum#]
 913 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 914 Nasty check to ensure that tagToEnum# is applied to a type that is an
 915 enumeration TyCon.  Unification may refine the type later, but this
 916 check won't see that, alas.  It's crude but it works.
 917
 918 Here's are two cases that should fail
 919         f :: forall a. a
 920         f = tagToEnum# 0        -- Can't do tagToEnum# at a type variable
 921
 922         g :: Int
 923         g = tagToEnum# 0        -- Int is not an enumeration
 924
 925
 926 \begin{code}
 927 doStupidChecks :: HsExpr TcId
 928                -> [([TcType], ThetaType)]
 929                -> TcM ()
 930 -- Check two tiresome and ad-hoc cases
 931 -- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
 932 --     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 933 -- (b) deal with the tagToEnum# problem: see Note [tagToEnum#]
 934
 935 doStupidChecks (HsVar fun_id) ((tys,_):_)
 936   | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
 937   = addDataConStupidTheta con tys
 938
 939   | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
 940   = do  { tys' <- zonkTcTypes tys
 941         ; checkTc (ok tys') (tagToEnumError tys')
 942         }
 943   where
 944     ok []       = False
 945     ok (ty:tys) = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
 946                         Just (tc,_) -> isEnumerationTyCon tc
 947                         Nothing     -> False
 948
 949 doStupidChecks fun tv_theta_prs
 950   = return () -- The common case
 951
 952
 953 tagToEnumError tys
 954   = hang (ptext SLIT("Bad call to tagToEnum#") <+> at_type)
 955          2 (vcat [ptext SLIT("Specify the type by giving a type signature"),
 956                   ptext SLIT("e.g. (tagToEnum# x) :: Bool")])
 957   where
 958     at_type | null tys = empty  -- Probably never happens
 959             | otherwise = ptext SLIT("at type") <+> ppr (head tys)
 960 \end{code}
 961
 962 %************************************************************************
 963 %*                                                                      *
 964 \subsection{@tcId@ typechecks an identifier occurrence}
 965 %*                                                                      *
 966 %************************************************************************
 967
 968 \begin{code}
 969 lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcType)
 970 lookupFun orig id_name
 971   = do  { thing <- tcLookup id_name
 972         ; case thing of
 973             AGlobal (ADataCon con) -> return (HsVar wrap_id, idType wrap_id)
 974                                    where
 975                                       wrap_id = dataConWrapId con
 976
 977             AGlobal (AnId id)
 978                 | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
 979                 | otherwise                  -> return (HsVar id, idType id)
 980                 -- A global cannot possibly be ill-staged
 981                 -- nor does it need the 'lifting' treatment
 982
 983             ATcId { tct_id = id, tct_type = ty, tct_co = mb_co, tct_level = lvl }
 984                 -> do { thLocalId orig id ty lvl
 985                       ; case mb_co of
 986                           Unrefineable    -> return (HsVar id, ty)
 987                           Rigid co        -> return (mkHsWrap co (HsVar id), ty)
 988                           Wobbly          -> traceTc (text "lookupFun" <+> ppr id) >> return (HsVar id, ty)     -- Wobbly, or no free vars
 989                           WobblyInvisible -> failWithTc (ppr id_name <+> ptext SLIT(" not in scope because it has a wobbly type (solution: add a type annotation)"))
 990                       }
 991
 992             other -> failWithTc (ppr other <+> ptext SLIT("used where a value identifer was expected"))
 993     }
 994
 995 #ifndef GHCI  /* GHCI and TH is off */
 996 --------------------------------------
 997 -- thLocalId : Check for cross-stage lifting
 998 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
 999   = return ()
1000
1001 #else         /* GHCI and TH is on */
1002 thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
1003   = do  { use_stage <- getStage -- TH case
1004         ; case use_stage of
1005             Brack use_lvl ps_var lie_var | use_lvl > th_bind_lvl
1006                   -> thBrackId orig id ps_var lie_var
1007             other -> do { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
1008                         ; return id }
1009         }
1010
1011 --------------------------------------
1012 thBrackId orig id ps_var lie_var
1013   | isExternalName id_name
1014   =     -- Top-level identifiers in this module,
1015         -- (which have External Names)
1016         -- are just like the imported case:
1017         -- no need for the 'lifting' treatment
1018         -- E.g.  this is fine:
1019         --   f x = x
1020         --   g y = [| f 3 |]
1021         -- But we do need to put f into the keep-alive
1022         -- set, because after desugaring the code will
1023         -- only mention f's *name*, not f itself.
1024     do  { keepAliveTc id_name; return id }
1025
1026   | otherwise
1027   =     -- Nested identifiers, such as 'x' in
1028         -- E.g. \x -> [| h x |]
1029         -- We must behave as if the reference to x was
1030         --      h $(lift x)
1031         -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by
1032         -- the desugarer to stitch it all back together.
1033         -- If 'x' occurs many times we may get many identical
1034         -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
1035         -- matter, although it's a mite untidy.
1036     do  { let id_ty = idType id
1037         ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
1038                -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
1039                -- have different instantiations, so we can't use plain
1040                -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to
1041                -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
1042                -- just going to flag an error for now
1043
1044         ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
1045                 -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
1046                 -- can't instantiate the Lift class at that kind,
1047                 -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
1048                 -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
1049
1050         ; setLIEVar lie_var     $ do
1051         { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
1052                    -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
1053
1054                    -- Update the pending splices
1055         ; ps <- readMutVar ps_var
1056         ; writeMutVar ps_var ((id_name, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
1057
1058         ; return id } }
1059  where
1060    id_name = idName id
1061 #endif /* GHCI */
1062 \end{code}
1063
1064
1065 %************************************************************************
1066 %*                                                                      *
1067 \subsection{Record bindings}
1068 %*                                                                      *
1069 %************************************************************************
1070
1071 Game plan for record bindings
1072 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1073 1. Find the TyCon for the bindings, from the first field label.
1074
1075 2. Instantiate its tyvars and unify (T a1 .. an) with expected_ty.
1076
1077 For each binding field = value
1078
1079 3. Instantiate the field type (from the field label) using the type
1080    envt from step 2.
1081
1082 4  Type check the value using tcArg, passing the field type as
1083    the expected argument type.
1084
1085 This extends OK when the field types are universally quantified.
1086
1087
1088 \begin{code}
1089 tcRecordBinds
1090         :: DataCon
1091         -> [TcType]     -- Expected type for each field
1092         -> HsRecordBinds Name
1093         -> TcM (HsRecordBinds TcId)
1094
1095 tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecFields rbinds dd)
1096   = do  { mb_binds <- mappM do_bind rbinds
1097         ; return (HsRecFields (catMaybes mb_binds) dd) }
1098   where
1099     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
1100     do_bind fld@(HsRecField { hsRecFieldId = L loc field_lbl, hsRecFieldArg = rhs })
1101       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
1102       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)        $
1103         do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
1104            ; sel_id <- tcLookupField field_lbl
1105            ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
1106              return (Just (fld { hsRecFieldId = L loc sel_id, hsRecFieldArg = rhs' })) }
1107       | otherwise
1108       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
1109            ; return Nothing }
1110
1111 checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
1112 checkMissingFields data_con rbinds
1113   | null field_labels   -- Not declared as a record;
1114                         -- But C{} is still valid if no strict fields
1115   = if any isMarkedStrict field_strs then
1116         -- Illegal if any arg is strict
1117         addErrTc (missingStrictFields data_con [])
1118     else
1119         returnM ()
1120
1121   | otherwise           -- A record
1122   = checkM (null missing_s_fields)
1123            (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))   `thenM_`
1124
1125     doptM Opt_WarnMissingFields         `thenM` \ warn ->
1126     checkM (not (warn && notNull missing_ns_fields))
1127            (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
1128
1129   where
1130     missing_s_fields
1131         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1132                  isMarkedStrict str,
1133                  not (fl `elem` field_names_used)
1134           ]
1135     missing_ns_fields
1136         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1137                  not (isMarkedStrict str),
1138                  not (fl `elem` field_names_used)
1139           ]
1140
1141     field_names_used = hsRecFields rbinds
1142     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
1143
1144     field_info = zipEqual "missingFields"
1145                           field_labels
1146                           field_strs
1147
1148     field_strs = dataConStrictMarks data_con
1149 \end{code}
1150
1151 %************************************************************************
1152 %*                                                                      *
1153 \subsection{Errors and contexts}
1154 %*                                                                      *
1155 %************************************************************************
1156
1157 Boring and alphabetical:
1158 \begin{code}
1159 caseScrutCtxt expr
1160   = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
1161
1162 exprCtxt expr
1163   = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
1164
1165 fieldCtxt field_name
1166   = ptext SLIT("In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext SLIT("field of a record")
1167
1168 funAppCtxt fun arg arg_no
1169   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"),
1170                     quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
1171          4 (quotes (ppr arg))
1172
1173 predCtxt expr
1174   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
1175
1176 nonVanillaUpd tycon
1177   = vcat [ptext SLIT("Record update for the non-Haskell-98 data type")
1178                 <+> quotes (pprSourceTyCon tycon)
1179                 <+> ptext SLIT("is not (yet) supported"),
1180           ptext SLIT("Use pattern-matching instead")]
1181 badFieldsUpd rbinds
1182   = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
1183          4 (pprQuotedList (hsRecFields rbinds))
1184
1185 naughtyRecordSel sel_id
1186   = ptext SLIT("Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+>
1187     ptext SLIT("as a function due to escaped type variables") $$
1188     ptext SLIT("Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
1189
1190 notSelector field
1191   = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
1192
1193 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1194 missingStrictFields con fields
1195   = header <> rest
1196   where
1197     rest | null fields = empty  -- Happens for non-record constructors
1198                                 -- with strict fields
1199          | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
1200
1201     header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+>
1202              ptext SLIT("does not have the required strict field(s)")
1203
1204 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1205 missingFields con fields
1206   = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:")
1207         <+> pprWithCommas ppr fields
1208
1209 -- callCtxt fun args = ptext SLIT("In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
1210
1211 #ifdef GHCI
1212 polySpliceErr :: Id -> SDoc
1213 polySpliceErr id
1214   = ptext SLIT("Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
1215 #endif
1216 \end{code}
1217
1218 \begin{code}
1219 wrapExprCoI :: HsExpr a -> CoercionI -> HsExpr a
1220 wrapExprCoI expr IdCo     = expr
1221 wrapExprCoI expr (ACo co) = mkHsWrap (WpCo co) expr
1222 \end{code}