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