c04f4a2e40d22572c6550d3d52528a42b480b7b0
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcInstDcls.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
4 %
5
6 TcInstDecls: Typechecking instance declarations
7
8 \begin{code}
9 module TcInstDcls ( tcInstDecls1, tcInstDecls2 ) where
10
11 import HsSyn
12 import TcBinds
13 import TcTyClsDecls
14 import TcClassDcl
15 import TcRnMonad
16 import TcMType
17 import TcType
18 import Inst
19 import InstEnv
20 import FamInst
21 import FamInstEnv
22 import TcDeriv
23 import TcEnv
24 import RnSource ( addTcgDUs )
25 import TcHsType
26 import TcUnify
27 import TcSimplify
28 import Type
29 import Coercion
30 import TyCon
31 import DataCon
32 import Class
33 import Var
34 import CoreUnfold ( mkDFunUnfolding )
35 import CoreSyn    ( Expr(Var) )
36 import Id
37 import MkId
38 import Name
39 import NameSet
40 import DynFlags
41 import SrcLoc
42 import Util
43 import Outputable
44 import Bag
45 import BasicTypes
46 import HscTypes
47 import FastString
48
49 import Data.Maybe
50 import Control.Monad
51 import Data.List
52
53 #include "HsVersions.h"
54 \end{code}
55
56 Typechecking instance declarations is done in two passes. The first
57 pass, made by @tcInstDecls1@, collects information to be used in the
58 second pass.
59
60 This pre-processed info includes the as-yet-unprocessed bindings
61 inside the instance declaration.  These are type-checked in the second
62 pass, when the class-instance envs and GVE contain all the info from
63 all the instance and value decls.  Indeed that's the reason we need
64 two passes over the instance decls.
65
66
67 Note [How instance declarations are translated]
68 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
69 Here is how we translation instance declarations into Core
70
71 Running example:
72         class C a where
73            op1, op2 :: Ix b => a -> b -> b
74            op2 = <dm-rhs>
75
76         instance C a => C [a]
77            {-# INLINE [2] op1 #-}
78            op1 = <rhs>
79 ===>
80         -- Method selectors
81         op1,op2 :: forall a. C a => forall b. Ix b => a -> b -> b
82         op1 = ...
83         op2 = ...
84
85         -- Default methods get the 'self' dictionary as argument
86         -- so they can call other methods at the same type
87         -- Default methods get the same type as their method selector
88         $dmop2 :: forall a. C a => forall b. Ix b => a -> b -> b
89         $dmop2 = /\a. \(d:C a). /\b. \(d2: Ix b). <dm-rhs>
90                -- NB: type variables 'a' and 'b' are *both* in scope in <dm-rhs>
91                -- Note [Tricky type variable scoping]
92
93         -- A top-level definition for each instance method
94         -- Here op1_i, op2_i are the "instance method Ids"
95         -- The INLINE pragma comes from the user pragma
96         {-# INLINE [2] op1_i #-}  -- From the instance decl bindings
97         op1_i, op2_i :: forall a. C a => forall b. Ix b => [a] -> b -> b
98         op1_i = /\a. \(d:C a). 
99                let this :: C [a]
100                    this = df_i a d
101                      -- Note [Subtle interaction of recursion and overlap]
102
103                    local_op1 :: forall b. Ix b => [a] -> b -> b
104                    local_op1 = <rhs>
105                      -- Source code; run the type checker on this
106                      -- NB: Type variable 'a' (but not 'b') is in scope in <rhs>
107                      -- Note [Tricky type variable scoping]
108
109                in local_op1 a d
110
111         op2_i = /\a \d:C a. $dmop2 [a] (df_i a d) 
112
113         -- The dictionary function itself
114         {-# NOINLINE CONLIKE df_i #-}   -- Never inline dictionary functions
115         df_i :: forall a. C a -> C [a]
116         df_i = /\a. \d:C a. MkC (op1_i a d) (op2_i a d)
117                 -- But see Note [Default methods in instances]
118                 -- We can't apply the type checker to the default-method call
119
120         -- Use a RULE to short-circuit applications of the class ops
121         {-# RULE "op1@C[a]" forall a, d:C a. 
122                             op1 [a] (df_i d) = op1_i a d #-}
123
124 Note [Instances and loop breakers]
125 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
126 * Note that df_i may be mutually recursive with both op1_i and op2_i.
127   It's crucial that df_i is not chosen as the loop breaker, even 
128   though op1_i has a (user-specified) INLINE pragma.
129
130 * Instead the idea is to inline df_i into op1_i, which may then select
131   methods from the MkC record, and thereby break the recursion with
132   df_i, leaving a *self*-recurisve op1_i.  (If op1_i doesn't call op at
133   the same type, it won't mention df_i, so there won't be recursion in
134   the first place.)  
135
136 * If op1_i is marked INLINE by the user there's a danger that we won't
137   inline df_i in it, and that in turn means that (since it'll be a
138   loop-breaker because df_i isn't), op1_i will ironically never be 
139   inlined.  But this is OK: the recursion breaking happens by way of
140   a RULE (the magic ClassOp rule above), and RULES work inside InlineRule
141   unfoldings. See Note [RULEs enabled in SimplGently] in SimplUtils
142
143 Note [ClassOp/DFun selection]
144 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
145 One thing we see a lot is stuff like
146     op2 (df d1 d2)
147 where 'op2' is a ClassOp and 'df' is DFun.  Now, we could inline *both*
148 'op2' and 'df' to get
149      case (MkD ($cop1 d1 d2) ($cop2 d1 d2) ... of
150        MkD _ op2 _ _ _ -> op2
151 And that will reduce to ($cop2 d1 d2) which is what we wanted.
152
153 But it's tricky to make this work in practice, because it requires us to 
154 inline both 'op2' and 'df'.  But neither is keen to inline without having
155 seen the other's result; and it's very easy to get code bloat (from the 
156 big intermediate) if you inline a bit too much.
157
158 Instead we use a cunning trick.
159  * We arrange that 'df' and 'op2' NEVER inline.  
160
161  * We arrange that 'df' is ALWAYS defined in the sylised form
162       df d1 d2 = MkD ($cop1 d1 d2) ($cop2 d1 d2) ...
163
164  * We give 'df' a magical unfolding (DFunUnfolding [$cop1, $cop2, ..])
165    that lists its methods.
166
167  * We make CoreUnfold.exprIsConApp_maybe spot a DFunUnfolding and return
168    a suitable constructor application -- inlining df "on the fly" as it 
169    were.
170
171  * We give the ClassOp 'op2' a BuiltinRule that extracts the right piece
172    iff its argument satisfies exprIsConApp_maybe.  This is done in
173    MkId mkDictSelId
174
175  * We make 'df' CONLIKE, so that shared uses stil match; eg
176       let d = df d1 d2
177       in ...(op2 d)...(op1 d)...
178
179 Note [Single-method classes]
180 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
181 If the class has just one method (or, more accurately, just one element
182 of {superclasses + methods}), then we still use the *same* strategy
183
184    class C a where op :: a -> a
185    instance C a => C [a] where op = <blah>
186
187 We translate the class decl into a newtype, which just gives
188 a top-level axiom:
189
190    axiom Co:C a :: C a ~ (a->a)
191
192    op :: forall a. C a -> (a -> a)
193    op a d = d |> (Co:C a)
194
195    MkC :: forall a. (a->a) -> C a
196    MkC = /\a.\op. op |> (sym Co:C a)
197
198    df :: forall a. C a => C [a]
199    {-# NOINLINE df   DFun[ $cop_list ] #-}
200    df = /\a. \d. MkD ($cop_list a d)
201
202    $cop_list :: forall a. C a => a -> a
203    $cop_list = <blah>
204
205 The "constructor" MkD expands to a cast, as does the class-op selector.
206 The RULE works just like for multi-field dictionaries:
207   * (df a d) returns (Just (MkD,..,[$cop_list a d])) 
208     to exprIsConApp_Maybe
209
210   * The RULE for op picks the right result
211
212 This is a bit of a hack, because (df a d) isn't *really* a constructor
213 application.  But it works just fine in this case, exprIsConApp_maybe
214 is otherwise used only when we hit a case expression which will have
215 a real data constructor in it.
216
217 The biggest reason for doing it this way, apart form uniformity, is
218 that we want to be very careful when we have
219     instance C a => C [a] where
220       {-# INLINE op #-}
221       op = ...
222 then we'll get an INLINE pragma on $cop_list.  The danger is that
223 we'll get something like
224       foo = /\a.\d. $cop_list a d
225 and then we'll eta expand, and then we'll inline TOO EARLY. This happened in 
226 Trac #3772 and I spent far too long fiddling arond trying to fix it.
227 Look at the test for Trac #3772.
228
229 Note [Subtle interaction of recursion and overlap]
230 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
231 Consider this
232   class C a where { op1,op2 :: a -> a }
233   instance C a => C [a] where
234     op1 x = op2 x ++ op2 x
235     op2 x = ...
236   intance C [Int] where
237     ...
238
239 When type-checking the C [a] instance, we need a C [a] dictionary (for
240 the call of op2).  If we look up in the instance environment, we find
241 an overlap.  And in *general* the right thing is to complain (see Note
242 [Overlapping instances] in InstEnv).  But in *this* case it's wrong to
243 complain, because we just want to delegate to the op2 of this same
244 instance.  
245
246 Why is this justified?  Because we generate a (C [a]) constraint in 
247 a context in which 'a' cannot be instantiated to anything that matches
248 other overlapping instances, or else we would not be excecuting this
249 version of op1 in the first place.
250
251 It might even be a bit disguised:
252
253   nullFail :: C [a] => [a] -> [a]
254   nullFail x = op2 x ++ op2 x
255
256   instance C a => C [a] where
257     op1 x = nullFail x
258
259 Precisely this is used in package 'regex-base', module Context.hs.
260 See the overlapping instances for RegexContext, and the fact that they
261 call 'nullFail' just like the example above.  The DoCon package also
262 does the same thing; it shows up in module Fraction.hs
263
264 Conclusion: when typechecking the methods in a C [a] instance, we want
265 to have C [a] available.  That is why we have the strange local
266 definition for 'this' in the definition of op1_i in the example above.
267 We can typecheck the defintion of local_op1, and when doing tcSimplifyCheck
268 we supply 'this' as a given dictionary.  Only needed, though, if there
269 are some type variables involved; otherwise there can be no overlap and
270 none of this arises.
271
272 Note [Tricky type variable scoping]
273 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
274 In our example
275         class C a where
276            op1, op2 :: Ix b => a -> b -> b
277            op2 = <dm-rhs>
278
279         instance C a => C [a]
280            {-# INLINE [2] op1 #-}
281            op1 = <rhs>
282
283 note that 'a' and 'b' are *both* in scope in <dm-rhs>, but only 'a' is
284 in scope in <rhs>.  In particular, we must make sure that 'b' is in
285 scope when typechecking <dm-rhs>.  This is achieved by subFunTys,
286 which brings appropriate tyvars into scope. This happens for both
287 <dm-rhs> and for <rhs>, but that doesn't matter: the *renamer* will have
288 complained if 'b' is mentioned in <rhs>.
289
290
291
292 %************************************************************************
293 %*                                                                      *
294 \subsection{Extracting instance decls}
295 %*                                                                      *
296 %************************************************************************
297
298 Gather up the instance declarations from their various sources
299
300 \begin{code}
301 tcInstDecls1    -- Deal with both source-code and imported instance decls
302    :: [LTyClDecl Name]          -- For deriving stuff
303    -> [LInstDecl Name]          -- Source code instance decls
304    -> [LDerivDecl Name]         -- Source code stand-alone deriving decls
305    -> TcM (TcGblEnv,            -- The full inst env
306            [InstInfo Name],     -- Source-code instance decls to process;
307                                 -- contains all dfuns for this module
308            HsValBinds Name)     -- Supporting bindings for derived instances
309
310 tcInstDecls1 tycl_decls inst_decls deriv_decls
311   = checkNoErrs $
312     do {        -- Stop if addInstInfos etc discovers any errors
313                 -- (they recover, so that we get more than one error each
314                 -- round)
315
316                 -- (1) Do class and family instance declarations
317        ; idx_tycons        <- mapAndRecoverM (tcFamInstDecl TopLevel) $
318                               filter (isFamInstDecl . unLoc) tycl_decls 
319        ; local_info_tycons <- mapAndRecoverM tcLocalInstDecl1  inst_decls
320
321        ; let { (local_info,
322                 at_tycons_s)   = unzip local_info_tycons
323              ; at_idx_tycons   = concat at_tycons_s ++ idx_tycons
324              ; clas_decls      = filter (isClassDecl.unLoc) tycl_decls
325              ; implicit_things = concatMap implicitTyThings at_idx_tycons
326              ; aux_binds       = mkRecSelBinds at_idx_tycons
327              }
328
329                 -- (2) Add the tycons of indexed types and their implicit
330                 --     tythings to the global environment
331        ; tcExtendGlobalEnv (at_idx_tycons ++ implicit_things) $ do {
332
333                 -- (3) Instances from generic class declarations
334        ; generic_inst_info <- getGenericInstances clas_decls
335
336                 -- Next, construct the instance environment so far, consisting
337                 -- of
338                 --   (a) local instance decls
339                 --   (b) generic instances
340                 --   (c) local family instance decls
341        ; addInsts local_info         $
342          addInsts generic_inst_info  $
343          addFamInsts at_idx_tycons   $ do {
344
345                 -- (4) Compute instances from "deriving" clauses;
346                 -- This stuff computes a context for the derived instance
347                 -- decl, so it needs to know about all the instances possible
348                 -- NB: class instance declarations can contain derivings as
349                 --     part of associated data type declarations
350          failIfErrsM            -- If the addInsts stuff gave any errors, don't
351                                 -- try the deriving stuff, becuase that may give
352                                 -- more errors still
353        ; (deriv_inst_info, deriv_binds, deriv_dus) 
354               <- tcDeriving tycl_decls inst_decls deriv_decls
355        ; gbl_env <- addInsts deriv_inst_info getGblEnv
356        ; return ( addTcgDUs gbl_env deriv_dus,
357                   generic_inst_info ++ deriv_inst_info ++ local_info,
358                   aux_binds `plusHsValBinds` deriv_binds)
359     }}}
360
361 addInsts :: [InstInfo Name] -> TcM a -> TcM a
362 addInsts infos thing_inside
363   = tcExtendLocalInstEnv (map iSpec infos) thing_inside
364
365 addFamInsts :: [TyThing] -> TcM a -> TcM a
366 addFamInsts tycons thing_inside
367   = tcExtendLocalFamInstEnv (map mkLocalFamInstTyThing tycons) thing_inside
368   where
369     mkLocalFamInstTyThing (ATyCon tycon) = mkLocalFamInst tycon
370     mkLocalFamInstTyThing tything        = pprPanic "TcInstDcls.addFamInsts"
371                                                     (ppr tything)
372 \end{code}
373
374 \begin{code}
375 tcLocalInstDecl1 :: LInstDecl Name
376                  -> TcM (InstInfo Name, [TyThing])
377         -- A source-file instance declaration
378         -- Type-check all the stuff before the "where"
379         --
380         -- We check for respectable instance type, and context
381 tcLocalInstDecl1 (L loc (InstDecl poly_ty binds uprags ats))
382   = setSrcSpan loc                      $
383     addErrCtxt (instDeclCtxt1 poly_ty)  $
384
385     do  { is_boot <- tcIsHsBoot
386         ; checkTc (not is_boot || (isEmptyLHsBinds binds && null uprags))
387                   badBootDeclErr
388
389         ; (tyvars, theta, tau) <- tcHsInstHead poly_ty
390
391         -- Now, check the validity of the instance.
392         ; (clas, inst_tys) <- checkValidInstance poly_ty tyvars theta tau
393
394         -- Next, process any associated types.
395         ; idx_tycons <- recoverM (return []) $
396                      do { idx_tycons <- checkNoErrs $ 
397                                         mapAndRecoverM (tcFamInstDecl NotTopLevel) ats
398                         ; checkValidAndMissingATs clas (tyvars, inst_tys)
399                                                   (zip ats idx_tycons)
400                         ; return idx_tycons }
401
402         -- Finally, construct the Core representation of the instance.
403         -- (This no longer includes the associated types.)
404         ; dfun_name <- newDFunName clas inst_tys (getLoc poly_ty)
405                 -- Dfun location is that of instance *header*
406         ; overlap_flag <- getOverlapFlag
407         ; let (eq_theta,dict_theta) = partition isEqPred theta
408               theta'         = eq_theta ++ dict_theta
409               dfun           = mkDictFunId dfun_name tyvars theta' clas inst_tys
410               ispec          = mkLocalInstance dfun overlap_flag
411
412         ; return (InstInfo { iSpec  = ispec,
413                              iBinds = VanillaInst binds uprags False },
414                   idx_tycons)
415         }
416   where
417     -- We pass in the source form and the type checked form of the ATs.  We
418     -- really need the source form only to be able to produce more informative
419     -- error messages.
420     checkValidAndMissingATs :: Class
421                             -> ([TyVar], [TcType])     -- instance types
422                             -> [(LTyClDecl Name,       -- source form of AT
423                                  TyThing)]             -- Core form of AT
424                             -> TcM ()
425     checkValidAndMissingATs clas inst_tys ats
426       = do { -- Issue a warning for each class AT that is not defined in this
427              -- instance.
428            ; let class_ats   = map tyConName (classATs clas)
429                  defined_ats = listToNameSet . map (tcdName.unLoc.fst)  $ ats
430                  omitted     = filterOut (`elemNameSet` defined_ats) class_ats
431            ; warn <- doptM Opt_WarnMissingMethods
432            ; mapM_ (warnTc warn . omittedATWarn) omitted
433
434              -- Ensure that all AT indexes that correspond to class parameters
435              -- coincide with the types in the instance head.  All remaining
436              -- AT arguments must be variables.  Also raise an error for any
437              -- type instances that are not associated with this class.
438            ; mapM_ (checkIndexes clas inst_tys) ats
439            }
440
441     checkIndexes clas inst_tys (hsAT, ATyCon tycon)
442 -- !!!TODO: check that this does the Right Thing for indexed synonyms, too!
443       = checkIndexes' clas inst_tys hsAT
444                       (tyConTyVars tycon,
445                        snd . fromJust . tyConFamInst_maybe $ tycon)
446     checkIndexes _ _ _ = panic "checkIndexes"
447
448     checkIndexes' clas (instTvs, instTys) hsAT (atTvs, atTys)
449       = let atName = tcdName . unLoc $ hsAT
450         in
451         setSrcSpan (getLoc hsAT)       $
452         addErrCtxt (atInstCtxt atName) $
453         case find ((atName ==) . tyConName) (classATs clas) of
454           Nothing     -> addErrTc $ badATErr clas atName  -- not in this class
455           Just atycon ->
456             case assocTyConArgPoss_maybe atycon of
457               Nothing   -> panic "checkIndexes': AT has no args poss?!?"
458               Just poss ->
459
460                 -- The following is tricky!  We need to deal with three
461                 -- complications: (1) The AT possibly only uses a subset of
462                 -- the class parameters as indexes and those it uses may be in
463                 -- a different order; (2) the AT may have extra arguments,
464                 -- which must be type variables; and (3) variables in AT and
465                 -- instance head will be different `Name's even if their
466                 -- source lexemes are identical.
467                 --
468                 -- e.g.    class C a b c where 
469                 --           data D b a :: * -> *           -- NB (1) b a, omits c
470                 --         instance C [x] Bool Char where 
471                 --           data D Bool [x] v = MkD x [v]  -- NB (2) v
472                 --                -- NB (3) the x in 'instance C...' have differnt
473                 --                --        Names to x's in 'data D...'
474                 --
475                 -- Re (1), `poss' contains a permutation vector to extract the
476                 -- class parameters in the right order.
477                 --
478                 -- Re (2), we wrap the (permuted) class parameters in a Maybe
479                 -- type and use Nothing for any extra AT arguments.  (First
480                 -- equation of `checkIndex' below.)
481                 --
482                 -- Re (3), we replace any type variable in the AT parameters
483                 -- that has the same source lexeme as some variable in the
484                 -- instance types with the instance type variable sharing its
485                 -- source lexeme.
486                 --
487                 let relevantInstTys = map (instTys !!) poss
488                     instArgs        = map Just relevantInstTys ++
489                                       repeat Nothing  -- extra arguments
490                     renaming        = substSameTyVar atTvs instTvs
491                 in
492                 zipWithM_ checkIndex (substTys renaming atTys) instArgs
493
494     checkIndex ty Nothing
495       | isTyVarTy ty         = return ()
496       | otherwise            = addErrTc $ mustBeVarArgErr ty
497     checkIndex ty (Just instTy)
498       | ty `tcEqType` instTy = return ()
499       | otherwise            = addErrTc $ wrongATArgErr ty instTy
500
501     listToNameSet = addListToNameSet emptyNameSet
502
503     substSameTyVar []       _            = emptyTvSubst
504     substSameTyVar (tv:tvs) replacingTvs =
505       let replacement = case find (tv `sameLexeme`) replacingTvs of
506                         Nothing  -> mkTyVarTy tv
507                         Just rtv -> mkTyVarTy rtv
508           --
509           tv1 `sameLexeme` tv2 =
510             nameOccName (tyVarName tv1) == nameOccName (tyVarName tv2)
511       in
512       extendTvSubst (substSameTyVar tvs replacingTvs) tv replacement
513 \end{code}
514
515
516 %************************************************************************
517 %*                                                                      *
518       Type-checking instance declarations, pass 2
519 %*                                                                      *
520 %************************************************************************
521
522 \begin{code}
523 tcInstDecls2 :: [LTyClDecl Name] -> [InstInfo Name]
524              -> TcM (LHsBinds Id)
525 -- (a) From each class declaration,
526 --      generate any default-method bindings
527 -- (b) From each instance decl
528 --      generate the dfun binding
529
530 tcInstDecls2 tycl_decls inst_decls
531   = do  { -- (a) Default methods from class decls
532           let class_decls = filter (isClassDecl . unLoc) tycl_decls
533         ; dm_binds_s <- mapM tcClassDecl2 class_decls
534         ; let dm_binds = unionManyBags dm_binds_s
535                                     
536           -- (b) instance declarations
537         ; let dm_ids = collectHsBindsBinders dm_binds
538               -- Add the default method Ids (again)
539               -- See Note [Default methods and instances]
540         ; inst_binds_s <- tcExtendIdEnv dm_ids $
541                           mapM tcInstDecl2 inst_decls
542
543           -- Done
544         ; return (dm_binds `unionBags` unionManyBags inst_binds_s) }
545
546 tcInstDecl2 :: InstInfo Name -> TcM (LHsBinds Id)
547 tcInstDecl2 (InstInfo { iSpec = ispec, iBinds = ibinds })
548   = recoverM (return emptyLHsBinds)             $
549     setSrcSpan loc                              $
550     addErrCtxt (instDeclCtxt2 (idType dfun_id)) $ 
551     tc_inst_decl2 dfun_id ibinds
552  where
553     dfun_id = instanceDFunId ispec
554     loc     = getSrcSpan dfun_id
555 \end{code}
556
557 See Note [Default methods and instances]
558 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
559 The default method Ids are already in the type environment (see Note
560 [Default method Ids and Template Haskell] in TcTyClsDcls), BUT they
561 don't have their InlinePragmas yet.  Usually that would not matter,
562 because the simplifier propagates information from binding site to
563 use.  But, unusually, when compiling instance decls we *copy* the
564 INLINE pragma from the default method to the method for that
565 particular operation (see Note [INLINE and default methods] below).
566
567 So right here in tcInstDecl2 we must re-extend the type envt with
568 the default method Ids replete with their INLINE pragmas.  Urk.
569
570 \begin{code}
571 tc_inst_decl2 :: Id -> InstBindings Name -> TcM (LHsBinds Id)
572 -- Returns a binding for the dfun
573
574 ------------------------
575 -- Derived newtype instances; surprisingly tricky!
576 --
577 --      class Show a => Foo a b where ...
578 --      newtype N a = MkN (Tree [a]) deriving( Foo Int )
579 --
580 -- The newtype gives an FC axiom looking like
581 --      axiom CoN a ::  N a ~ Tree [a]
582 --   (see Note [Newtype coercions] in TyCon for this unusual form of axiom)
583 --
584 -- So all need is to generate a binding looking like:
585 --      dfunFooT :: forall a. (Foo Int (Tree [a], Show (N a)) => Foo Int (N a)
586 --      dfunFooT = /\a. \(ds:Show (N a)) (df:Foo (Tree [a])).
587 --                case df `cast` (Foo Int (sym (CoN a))) of
588 --                   Foo _ op1 .. opn -> Foo ds op1 .. opn
589 --
590 -- If there are no superclasses, matters are simpler, because we don't need the case
591 -- see Note [Newtype deriving superclasses] in TcDeriv.lhs
592
593 tc_inst_decl2 dfun_id (NewTypeDerived coi _)
594   = do  { let rigid_info = InstSkol
595               origin     = SigOrigin rigid_info
596               inst_ty    = idType dfun_id
597               inst_tvs   = fst (tcSplitForAllTys inst_ty)
598         ; (inst_tvs', theta, inst_head_ty) <- tcSkolSigType rigid_info inst_ty
599                 -- inst_head_ty is a PredType
600
601         ; let (cls, cls_inst_tys) = tcSplitDFunHead inst_head_ty
602               (class_tyvars, sc_theta, _, _) = classBigSig cls
603               cls_tycon = classTyCon cls
604               sc_theta' = substTheta (zipOpenTvSubst class_tyvars cls_inst_tys) sc_theta
605               Just (initial_cls_inst_tys, last_ty) = snocView cls_inst_tys
606
607               (rep_ty, wrapper) 
608                  = case coi of
609                      IdCo   -> (last_ty, idHsWrapper)
610                      ACo co -> (snd (coercionKind co'), WpCast (mk_full_coercion co'))
611                             where
612                                co' = substTyWith inst_tvs (mkTyVarTys inst_tvs') co
613                                 -- NB: the free variable of coi are bound by the
614                                 -- universally quantified variables of the dfun_id
615                                 -- This is weird, and maybe we should make NewTypeDerived
616                                 -- carry a type-variable list too; but it works fine
617
618                  -----------------------
619                  --        mk_full_coercion
620                  -- The inst_head looks like (C s1 .. sm (T a1 .. ak))
621                  -- But we want the coercion (C s1 .. sm (sym (CoT a1 .. ak)))
622                  --        with kind (C s1 .. sm (T a1 .. ak)  ~  C s1 .. sm <rep_ty>)
623                  --        where rep_ty is the (eta-reduced) type rep of T
624                  -- So we just replace T with CoT, and insert a 'sym'
625                  -- NB: we know that k will be >= arity of CoT, because the latter fully eta-reduced
626
627               mk_full_coercion co = mkTyConApp cls_tycon 
628                                          (initial_cls_inst_tys ++ [mkSymCoercion co])
629                  -- Full coercion : (Foo Int (Tree [a]) ~ Foo Int (N a)
630
631               rep_pred = mkClassPred cls (initial_cls_inst_tys ++ [rep_ty])
632                  -- In our example, rep_pred is (Foo Int (Tree [a]))
633
634         ; sc_loc     <- getInstLoc InstScOrigin
635         ; sc_dicts   <- newDictBndrs sc_loc sc_theta'
636         ; inst_loc   <- getInstLoc origin
637         ; dfun_dicts <- newDictBndrs inst_loc theta
638         ; rep_dict   <- newDictBndr inst_loc rep_pred
639         ; this_dict  <- newDictBndr inst_loc (mkClassPred cls cls_inst_tys)
640
641         -- Figure out bindings for the superclass context from dfun_dicts
642         -- Don't include this_dict in the 'givens', else
643         -- sc_dicts get bound by just selecting from this_dict!!
644         ; sc_binds <- addErrCtxt superClassCtxt $
645                       tcSimplifySuperClasses inst_loc this_dict dfun_dicts 
646                                              (rep_dict:sc_dicts)
647
648         -- It's possible that the superclass stuff might unified something
649         -- in the envt with one of the clas_tyvars
650         ; checkSigTyVars inst_tvs'
651
652         ; let coerced_rep_dict = wrapId wrapper (instToId rep_dict)
653
654         ; body <- make_body cls_tycon cls_inst_tys sc_dicts coerced_rep_dict
655         ; let dict_bind = mkVarBind (instToId this_dict) (noLoc body)
656
657         ; return (unitBag $ noLoc $
658                   AbsBinds inst_tvs' (map instToVar dfun_dicts)
659                             [(inst_tvs', dfun_id, instToId this_dict, noSpecPrags)]
660                             (dict_bind `consBag` sc_binds)) }
661   where
662       -----------------------
663       --     (make_body C tys scs coreced_rep_dict)
664       --                returns
665       --     (case coerced_rep_dict of { C _ ops -> C scs ops })
666       -- But if there are no superclasses, it returns just coerced_rep_dict
667       -- See Note [Newtype deriving superclasses] in TcDeriv.lhs
668
669     make_body cls_tycon cls_inst_tys sc_dicts coerced_rep_dict
670         | null sc_dicts         -- Case (a)
671         = return coerced_rep_dict
672         | otherwise             -- Case (b)
673         = do { op_ids            <- newSysLocalIds (fsLit "op") op_tys
674              ; dummy_sc_dict_ids <- newSysLocalIds (fsLit "sc") (map idType sc_dict_ids)
675              ; let the_pat = ConPatOut { pat_con = noLoc cls_data_con, pat_tvs = [],
676                                          pat_dicts = dummy_sc_dict_ids,
677                                          pat_binds = emptyLHsBinds,
678                                          pat_args = PrefixCon (map nlVarPat op_ids),
679                                          pat_ty = pat_ty}
680                    the_match = mkSimpleMatch [noLoc the_pat] the_rhs
681                    the_rhs = mkHsConApp cls_data_con cls_inst_tys $
682                              map HsVar (sc_dict_ids ++ op_ids)
683
684                 -- Warning: this HsCase scrutinises a value with a PredTy, which is
685                 --          never otherwise seen in Haskell source code. It'd be
686                 --          nicer to generate Core directly!
687              ; return (HsCase (noLoc coerced_rep_dict) $
688                        MatchGroup [the_match] (mkFunTy pat_ty pat_ty)) }
689         where
690           sc_dict_ids  = map instToId sc_dicts
691           pat_ty       = mkTyConApp cls_tycon cls_inst_tys
692           cls_data_con = head (tyConDataCons cls_tycon)
693           cls_arg_tys  = dataConInstArgTys cls_data_con cls_inst_tys
694           op_tys       = dropList sc_dict_ids cls_arg_tys
695
696 ------------------------
697 -- Ordinary instances
698
699 tc_inst_decl2 dfun_id (VanillaInst monobinds uprags standalone_deriv)
700  = do { let rigid_info = InstSkol
701             inst_ty    = idType dfun_id
702             loc        = getSrcSpan dfun_id
703
704         -- Instantiate the instance decl with skolem constants
705        ; (inst_tyvars', dfun_theta', inst_head') <- tcSkolSigType rigid_info inst_ty
706                 -- These inst_tyvars' scope over the 'where' part
707                 -- Those tyvars are inside the dfun_id's type, which is a bit
708                 -- bizarre, but OK so long as you realise it!
709        ; let
710             (clas, inst_tys') = tcSplitDFunHead inst_head'
711             (class_tyvars, sc_theta, sc_sels, op_items) = classBigSig clas
712
713              -- Instantiate the super-class context with inst_tys
714             sc_theta' = substTheta (zipOpenTvSubst class_tyvars inst_tys') sc_theta
715             origin    = SigOrigin rigid_info
716
717          -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
718        ; inst_loc   <- getInstLoc origin
719        ; dfun_dicts <- newDictBndrs inst_loc dfun_theta'        -- Includes equalities
720        ; this_dict  <- newDictBndr inst_loc (mkClassPred clas inst_tys')
721                 -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs,
722                 -- but they'll already be in the environment.
723
724        
725         -- Cook up a binding for "this = df d1 .. dn",
726         -- to use in each method binding
727         -- Need to clone the dict in case it is floated out, and
728         -- then clashes with its friends
729        ; cloned_this <- cloneDict this_dict
730        ; let cloned_this_bind = mkVarBind (instToId cloned_this) $ 
731                                 L loc $ wrapId app_wrapper dfun_id
732              app_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
733              dfun_lam_vars = map instToVar dfun_dicts   -- Includes equalities
734              nested_this_pair 
735                 | null inst_tyvars' && null dfun_theta' = (this_dict, emptyBag)
736                 | otherwise = (cloned_this, unitBag cloned_this_bind)
737
738        -- Deal with 'SPECIALISE instance' pragmas
739        -- See Note [SPECIALISE instance pragmas]
740        ; let spec_inst_sigs = filter isSpecInstLSig uprags
741              -- The filter removes the pragmas for methods
742        ; spec_inst_prags <- mapM (wrapLocM (tcSpecInst dfun_id)) spec_inst_sigs
743
744         -- Typecheck the methods
745        ; let prag_fn = mkPragFun uprags monobinds
746              tc_meth = tcInstanceMethod loc standalone_deriv
747                                         clas inst_tyvars'
748                                         dfun_dicts inst_tys'
749                                         nested_this_pair 
750                                         prag_fn spec_inst_prags monobinds
751
752        ; (meth_ids, meth_binds) <- tcExtendTyVarEnv inst_tyvars' $
753                                    mapAndUnzipM tc_meth op_items 
754
755          -- Figure out bindings for the superclass context
756        ; sc_loc   <- getInstLoc InstScOrigin
757        ; sc_dicts <- newDictOccs sc_loc sc_theta'               -- These are wanted
758        ; let tc_sc = tcSuperClass inst_loc inst_tyvars' dfun_dicts nested_this_pair
759        ; (sc_ids, sc_binds) <- mapAndUnzipM tc_sc (sc_sels `zip` sc_dicts)
760
761         -- It's possible that the superclass stuff might unified
762         -- something in the envt with one of the inst_tyvars'
763        ; checkSigTyVars inst_tyvars'
764
765        -- Create the result bindings
766        ; let dict_constr   = classDataCon clas
767              this_dict_id  = instToId this_dict
768              dict_bind     = mkVarBind this_dict_id dict_rhs
769              dict_rhs      = foldl mk_app inst_constr sc_meth_ids
770              sc_meth_ids   = sc_ids ++ meth_ids
771              inst_constr   = L loc $ wrapId (mkWpTyApps inst_tys')
772                                             (dataConWrapId dict_constr)
773                      -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
774                      -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
775                      -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
776                      -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
777                      -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
778                      -- than needing to be repeated here.
779
780              mk_app :: LHsExpr Id -> Id -> LHsExpr Id
781              mk_app fun arg_id = L loc (HsApp fun (L loc (wrapId arg_wrapper arg_id)))
782              arg_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
783
784                 -- Do not inline the dfun; instead give it a magic DFunFunfolding
785                 -- See Note [ClassOp/DFun selection]
786                 -- See also note [Single-method classes]
787              dfun_id_w_fun = dfun_id  
788                              `setIdUnfolding`  mkDFunUnfolding inst_ty (map Var sc_meth_ids)
789                              `setInlinePragma` dfunInlinePragma
790
791              main_bind = AbsBinds
792                          inst_tyvars'
793                          dfun_lam_vars
794                          [(inst_tyvars', dfun_id_w_fun, this_dict_id, SpecPrags spec_inst_prags)]
795                          (unitBag dict_bind)
796
797        ; showLIE (text "instance")
798        ; return (unitBag (L loc main_bind) `unionBags` 
799                  listToBag meth_binds     `unionBags` 
800                  listToBag sc_binds)
801        }
802
803 {-
804        -- Create the result bindings
805        ; let this_dict_id  = instToId this_dict
806              arg_ids       = sc_ids ++ meth_ids
807              arg_binds     = listToBag meth_binds `unionBags` 
808                              listToBag sc_binds
809
810        ; showLIE (text "instance")
811        ; case newTyConCo_maybe (classTyCon clas) of
812            Nothing             -- A multi-method class
813              -> return (unitBag (L loc data_bind)  `unionBags` arg_binds)
814              where
815                data_dfun_id = dfun_id   -- Do not inline; instead give it a magic DFunFunfolding
816                                        -- See Note [ClassOp/DFun selection]
817                                 `setIdUnfolding`  mkDFunUnfolding dict_constr arg_ids
818                                 `setInlinePragma` dfunInlinePragma
819
820                data_bind = AbsBinds inst_tyvars' dfun_lam_vars
821                              [(inst_tyvars', data_dfun_id, this_dict_id, spec_inst_prags)]
822                              (unitBag dict_bind)
823
824                dict_bind   = mkVarBind this_dict_id dict_rhs
825                dict_rhs    = foldl mk_app inst_constr arg_ids
826                dict_constr = classDataCon clas
827                inst_constr = L loc $ wrapId (mkWpTyApps inst_tys')
828                                             (dataConWrapId dict_constr)
829                        -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
830                        -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
831                        -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
832                        -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
833                        -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
834                        -- than needing to be repeated here.
835
836                mk_app :: LHsExpr Id -> Id -> LHsExpr Id
837                mk_app fun arg_id = L loc (HsApp fun (L loc (wrapId arg_wrapper arg_id)))
838                arg_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
839
840            Just the_nt_co        -- (Just co) for a single-method class
841              -> return (unitBag (L loc nt_bind) `unionBags` arg_binds)
842              where
843                nt_dfun_id = dfun_id   -- Just let the dfun inline; see Note [Single-method classes]
844                             `setInlinePragma` alwaysInlinePragma
845
846                local_nt_dfun = setIdType this_dict_id inst_ty   -- A bit of a hack, but convenient
847
848                nt_bind = AbsBinds [] [] 
849                             [([], nt_dfun_id, local_nt_dfun, spec_inst_prags)]
850                             (unitBag (mkVarBind local_nt_dfun (L loc (wrapId nt_cast the_meth_id))))
851
852                the_meth_id = ASSERT( length arg_ids == 1 ) head arg_ids
853                nt_cast = WpCast $ mkPiTypes (inst_tyvars' ++ dfun_lam_vars) $
854                          mkSymCoercion (mkTyConApp the_nt_co inst_tys')
855 -}
856
857 ------------------------------
858 tcSuperClass :: InstLoc -> [TyVar] -> [Inst]
859              -> (Inst, LHsBinds Id)
860              -> (Id, Inst) -> TcM (Id, LHsBind Id)
861 -- Build a top level decl like
862 --      sc_op = /\a \d. let this = ... in 
863 --                      let sc = ... in
864 --                      sc
865 -- The "this" part is just-in-case (discarded if not used)
866 -- See Note [Recursive superclasses]
867 tcSuperClass inst_loc tyvars dicts (this_dict, this_bind)
868              (sc_sel, sc_dict)
869   = addErrCtxt superClassCtxt $
870     do { sc_binds <- tcSimplifySuperClasses inst_loc 
871                                 this_dict dicts [sc_dict]
872          -- Don't include this_dict in the 'givens', else
873          -- sc_dicts get bound by just selecting  from this_dict!!
874
875        ; uniq <- newUnique
876        ; let sc_op_ty = mkSigmaTy tyvars (map dictPred dicts) 
877                                   (mkPredTy (dictPred sc_dict))
878              sc_op_name = mkDerivedInternalName mkClassOpAuxOcc uniq
879                                                 (getName sc_sel)
880              sc_op_id   = mkLocalId sc_op_name sc_op_ty
881              sc_id      = instToVar sc_dict
882              sc_op_bind = AbsBinds tyvars 
883                              (map instToVar dicts) 
884                              [(tyvars, sc_op_id, sc_id, noSpecPrags)]
885                              (this_bind `unionBags` sc_binds)
886
887        ; return (sc_op_id, noLoc sc_op_bind) }
888 \end{code}
889
890 Note [Recursive superclasses]
891 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
892 See Trac #1470 for why we would *like* to add "this_dict" to the 
893 available instances here.  But we can't do so because then the superclases
894 get satisfied by selection from this_dict, and that leads to an immediate
895 loop.  What we need is to add this_dict to Avails without adding its 
896 superclasses, and we currently have no way to do that.
897
898 Note [SPECIALISE instance pragmas]
899 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
900 Consider
901
902    instance (Ix a, Ix b) => Ix (a,b) where
903      {-# SPECIALISE instance Ix (Int,Int) #-}
904      range (x,y) = ...
905
906 We do *not* want to make a specialised version of the dictionary
907 function.  Rather, we want specialised versions of each method.
908 Thus we should generate something like this:
909
910   $dfIx :: (Ix a, Ix x) => Ix (a,b)
911   {- DFUN [$crange, ...] -}
912   $dfIx da db = Ix ($crange da db) (...other methods...)
913
914   $dfIxPair :: (Ix a, Ix x) => Ix (a,b)
915   {- DFUN [$crangePair, ...] -}
916   $dfIxPair = Ix ($crangePair da db) (...other methods...)
917
918   $crange :: (Ix a, Ix b) -> ((a,b),(a,b)) -> [(a,b)]
919   {-# SPECIALISE $crange :: ((Int,Int),(Int,Int)) -> [(Int,Int)] #-}
920   $crange da db = <blah>
921
922   {-# RULE  range ($dfIx da db) = $crange da db #-}
923
924 Note that  
925
926   * The RULE is unaffected by the specialisation.  We don't want to
927     specialise $dfIx, because then it would need a specialised RULE
928     which is a pain.  The single RULE works fine at all specialisations.
929     See Note [How instance declarations are translated] above
930
931   * Instead, we want to specialise the *method*, $crange
932
933 In practice, rather than faking up a SPECIALISE pragama for each
934 method (which is painful, since we'd have to figure out its
935 specialised type), we call tcSpecPrag *as if* were going to specialise
936 $dfIx -- you can see that in the call to tcSpecInst.  That generates a
937 SpecPrag which, as it turns out, can be used unchanged for each method.
938 The "it turns out" bit is delicate, but it works fine!
939
940 \begin{code}
941 tcSpecInst :: Id -> Sig Name -> TcM TcSpecPrag
942 tcSpecInst dfun_id prag@(SpecInstSig hs_ty) 
943   = addErrCtxt (spec_ctxt prag) $
944     do  { let name = idName dfun_id
945         ; (tyvars, theta, tau) <- tcHsInstHead hs_ty    
946         ; let spec_ty = mkSigmaTy tyvars theta tau
947         ; co_fn <- tcSubExp (SpecPragOrigin name) (idType dfun_id) spec_ty
948         ; return (SpecPrag co_fn defaultInlinePragma) }
949   where
950     spec_ctxt prag = hang (ptext (sLit "In the SPECIALISE pragma")) 2 (ppr prag)
951
952 tcSpecInst _  _ = panic "tcSpecInst"
953 \end{code}
954
955 %************************************************************************
956 %*                                                                      *
957       Type-checking an instance method
958 %*                                                                      *
959 %************************************************************************
960
961 tcInstanceMethod
962 - Make the method bindings, as a [(NonRec, HsBinds)], one per method
963 - Remembering to use fresh Name (the instance method Name) as the binder
964 - Bring the instance method Ids into scope, for the benefit of tcInstSig
965 - Use sig_fn mapping instance method Name -> instance tyvars
966 - Ditto prag_fn
967 - Use tcValBinds to do the checking
968
969 \begin{code}
970 tcInstanceMethod :: SrcSpan -> Bool -> Class -> [TcTyVar] -> [Inst]
971                  -> [TcType]
972                  -> (Inst, LHsBinds Id)  -- "This" and its binding
973                  -> TcPragFun            -- Local prags
974                  -> [Located TcSpecPrag] -- Arising from 'SPECLALISE instance'
975                  -> LHsBinds Name 
976                  -> (Id, DefMeth)
977                  -> TcM (Id, LHsBind Id)
978         -- The returned inst_meth_ids all have types starting
979         --      forall tvs. theta => ...
980
981 tcInstanceMethod loc standalone_deriv clas tyvars dfun_dicts inst_tys 
982                  (this_dict, this_dict_bind)
983                  prag_fn spec_inst_prags binds_in (sel_id, dm_info)
984   = do  { uniq <- newUnique
985         ; let meth_name = mkDerivedInternalName mkClassOpAuxOcc uniq sel_name
986         ; local_meth_name <- newLocalName sel_name
987           -- Base the local_meth_name on the selector name, becuase
988           -- type errors from tcInstanceMethodBody come from here
989
990         ; let local_meth_ty = instantiateMethod clas sel_id inst_tys
991               meth_ty = mkSigmaTy tyvars (map dictPred dfun_dicts) local_meth_ty
992               meth_id       = mkLocalId meth_name meth_ty
993               local_meth_id = mkLocalId local_meth_name local_meth_ty
994
995             --------------
996               tc_body rn_bind 
997                 = add_meth_ctxt rn_bind $
998                   do { (meth_id1, spec_prags) <- tcPrags NonRecursive False True 
999                                                          meth_id (prag_fn sel_name)
1000                      ; bind <- tcInstanceMethodBody (instLoc this_dict)
1001                                     tyvars dfun_dicts
1002                                     ([this_dict], this_dict_bind)
1003                                     meth_id1 local_meth_id
1004                                     meth_sig_fn 
1005                                     (SpecPrags (spec_inst_prags ++ spec_prags))
1006                                     rn_bind 
1007                      ; return (meth_id1, bind) }
1008
1009             --------------
1010               tc_default :: DefMeth -> TcM (Id, LHsBind Id)
1011                 -- The user didn't supply a method binding, so we have to make 
1012                 -- up a default binding, in a way depending on the default-method info
1013
1014               tc_default NoDefMeth          -- No default method at all
1015                 = do { warnMissingMethod sel_id
1016                      ; return (meth_id, mkVarBind meth_id $ 
1017                                         mkLHsWrap lam_wrapper error_rhs) }
1018               
1019               tc_default GenDefMeth    -- Derivable type classes stuff
1020                 = do { meth_bind <- mkGenericDefMethBind clas inst_tys sel_id local_meth_name
1021                      ; tc_body meth_bind }
1022                   
1023               tc_default (DefMeth dm_name)      -- An polymorphic default method
1024                 = do {   -- Build the typechecked version directly, 
1025                          -- without calling typecheck_method; 
1026                          -- see Note [Default methods in instances]
1027                          -- Generate   /\as.\ds. let this = df as ds 
1028                          --                      in $dm inst_tys this
1029                          -- The 'let' is necessary only because HsSyn doesn't allow
1030                          -- you to apply a function to a dictionary *expression*.
1031
1032                      ; dm_id <- tcLookupId dm_name
1033                      ; let dm_inline_prag = idInlinePragma dm_id
1034                            rhs = HsWrap (WpApp (instToId this_dict) <.> mkWpTyApps inst_tys) $
1035                                  HsVar dm_id 
1036
1037                            meth_bind = L loc $ VarBind { var_id = local_meth_id
1038                                                        , var_rhs = L loc rhs 
1039                                                        , var_inline = False }
1040                            meth_id1 = meth_id `setInlinePragma` dm_inline_prag
1041                                     -- Copy the inline pragma (if any) from the default
1042                                     -- method to this version. Note [INLINE and default methods]
1043                                     
1044                            bind = AbsBinds { abs_tvs = tyvars, abs_dicts =  dfun_lam_vars
1045                                            , abs_exports = [( tyvars, meth_id1, local_meth_id
1046                                                             , SpecPrags spec_inst_prags)]
1047                                            , abs_binds = this_dict_bind `unionBags` unitBag meth_bind }
1048                      -- Default methods in an instance declaration can't have their own 
1049                      -- INLINE or SPECIALISE pragmas. It'd be possible to allow them, but
1050                      -- currently they are rejected with 
1051                      --           "INLINE pragma lacks an accompanying binding"
1052
1053                      ; return (meth_id1, L loc bind) } 
1054
1055         ; case findMethodBind sel_name local_meth_name binds_in of
1056             Just user_bind -> tc_body user_bind    -- User-supplied method binding
1057             Nothing        -> tc_default dm_info   -- None supplied
1058         }
1059   where
1060     sel_name = idName sel_id
1061
1062     meth_sig_fn _ = Just []     -- The 'Just' says "yes, there's a type sig"
1063         -- But there are no scoped type variables from local_method_id
1064         -- Only the ones from the instance decl itself, which are already
1065         -- in scope.  Example:
1066         --      class C a where { op :: forall b. Eq b => ... }
1067         --      instance C [c] where { op = <rhs> }
1068         -- In <rhs>, 'c' is scope but 'b' is not!
1069
1070     error_rhs    = L loc $ HsApp error_fun error_msg
1071     error_fun    = L loc $ wrapId (WpTyApp meth_tau) nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID
1072     error_msg    = L loc (HsLit (HsStringPrim (mkFastString error_string)))
1073     meth_tau     = funResultTy (applyTys (idType sel_id) inst_tys)
1074     error_string = showSDoc (hcat [ppr loc, text "|", ppr sel_id ])
1075
1076     dfun_lam_vars = map instToVar dfun_dicts
1077     lam_wrapper   = mkWpTyLams tyvars <.> mkWpLams dfun_lam_vars
1078
1079         -- For instance decls that come from standalone deriving clauses
1080         -- we want to print out the full source code if there's an error
1081         -- because otherwise the user won't see the code at all
1082     add_meth_ctxt rn_bind thing 
1083       | standalone_deriv = addLandmarkErrCtxt (derivBindCtxt clas inst_tys rn_bind) thing
1084       | otherwise        = thing
1085
1086 wrapId :: HsWrapper -> id -> HsExpr id
1087 wrapId wrapper id = mkHsWrap wrapper (HsVar id)
1088
1089 derivBindCtxt :: Class -> [Type ] -> LHsBind Name -> SDoc
1090 derivBindCtxt clas tys bind
1091    = vcat [ ptext (sLit "When typechecking a standalone-derived method for")
1092             <+> quotes (pprClassPred clas tys) <> colon
1093           , nest 2 $ pprSetDepth AllTheWay $ ppr bind ]
1094
1095 warnMissingMethod :: Id -> TcM ()
1096 warnMissingMethod sel_id
1097   = do { warn <- doptM Opt_WarnMissingMethods           
1098        ; warnTc (warn  -- Warn only if -fwarn-missing-methods
1099                  && not (startsWithUnderscore (getOccName sel_id)))
1100                                         -- Don't warn about _foo methods
1101                 (ptext (sLit "No explicit method nor default method for")
1102                  <+> quotes (ppr sel_id)) }
1103 \end{code}
1104
1105 Note [Export helper functions]
1106 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1107 We arrange to export the "helper functions" of an instance declaration,
1108 so that they are not subject to preInlineUnconditionally, even if their
1109 RHS is trivial.  Reason: they are mentioned in the DFunUnfolding of
1110 the dict fun as Ids, not as CoreExprs, so we can't substitute a 
1111 non-variable for them.
1112
1113 We could change this by making DFunUnfoldings have CoreExprs, but it
1114 seems a bit simpler this way.
1115
1116 Note [Default methods in instances]
1117 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1118 Consider this
1119
1120    class Baz v x where
1121       foo :: x -> x
1122       foo y = <blah>
1123
1124    instance Baz Int Int
1125
1126 From the class decl we get
1127
1128    $dmfoo :: forall v x. Baz v x => x -> x
1129    $dmfoo y = <blah>
1130
1131 Notice that the type is ambiguous.  That's fine, though. The instance
1132 decl generates
1133
1134    $dBazIntInt = MkBaz fooIntInt
1135    fooIntInt = $dmfoo Int Int $dBazIntInt
1136
1137 BUT this does mean we must generate the dictionary translation of
1138 fooIntInt directly, rather than generating source-code and
1139 type-checking it.  That was the bug in Trac #1061. In any case it's
1140 less work to generate the translated version!
1141
1142 Note [INLINE and default methods]
1143 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1144 Default methods need special case.  They are supposed to behave rather like
1145 macros.  For exmample
1146
1147   class Foo a where
1148     op1, op2 :: Bool -> a -> a
1149
1150     {-# INLINE op1 #-}
1151     op1 b x = op2 (not b) x
1152
1153   instance Foo Int where
1154     -- op1 via default method
1155     op2 b x = <blah>
1156    
1157 The instance declaration should behave
1158
1159    just as if 'op1' had been defined with the
1160    code, and INLINE pragma, from its original
1161    definition. 
1162
1163 That is, just as if you'd written
1164
1165   instance Foo Int where
1166     op2 b x = <blah>
1167
1168     {-# INLINE op1 #-}
1169     op1 b x = op2 (not b) x
1170
1171 So for the above example we generate:
1172
1173
1174   {-# INLINE $dmop1 #-}
1175   -- $dmop1 has an InlineCompulsory unfolding
1176   $dmop1 d b x = op2 d (not b) x
1177
1178   $fFooInt = MkD $cop1 $cop2
1179
1180   {-# INLINE $cop1 #-}
1181   $cop1 = $dmop1 $fFooInt
1182
1183   $cop2 = <blah>
1184
1185 Note carefullly:
1186
1187 * We *copy* any INLINE pragma from the default method $dmop1 to the
1188   instance $cop1.  Otherwise we'll just inline the former in the
1189   latter and stop, which isn't what the user expected
1190
1191 * Regardless of its pragma, we give the default method an 
1192   unfolding with an InlineCompulsory source. That means
1193   that it'll be inlined at every use site, notably in
1194   each instance declaration, such as $cop1.  This inlining
1195   must happen even though 
1196     a) $dmop1 is not saturated in $cop1
1197     b) $cop1 itself has an INLINE pragma
1198
1199   It's vital that $dmop1 *is* inlined in this way, to allow the mutual
1200   recursion between $fooInt and $cop1 to be broken
1201
1202 * To communicate the need for an InlineCompulsory to the desugarer
1203   (which makes the Unfoldings), we use the IsDefaultMethod constructor
1204   in TcSpecPrags.
1205
1206
1207 %************************************************************************
1208 %*                                                                      *
1209 \subsection{Error messages}
1210 %*                                                                      *
1211 %************************************************************************
1212
1213 \begin{code}
1214 instDeclCtxt1 :: LHsType Name -> SDoc
1215 instDeclCtxt1 hs_inst_ty
1216   = inst_decl_ctxt (case unLoc hs_inst_ty of
1217                         HsForAllTy _ _ _ (L _ (HsPredTy pred)) -> ppr pred
1218                         HsPredTy pred                    -> ppr pred
1219                         _                                -> ppr hs_inst_ty)     -- Don't expect this
1220 instDeclCtxt2 :: Type -> SDoc
1221 instDeclCtxt2 dfun_ty
1222   = inst_decl_ctxt (ppr (mkClassPred cls tys))
1223   where
1224     (_,cls,tys) = tcSplitDFunTy dfun_ty
1225
1226 inst_decl_ctxt :: SDoc -> SDoc
1227 inst_decl_ctxt doc = ptext (sLit "In the instance declaration for") <+> quotes doc
1228
1229 superClassCtxt :: SDoc
1230 superClassCtxt = ptext (sLit "When checking the super-classes of an instance declaration")
1231
1232 atInstCtxt :: Name -> SDoc
1233 atInstCtxt name = ptext (sLit "In the associated type instance for") <+>
1234                   quotes (ppr name)
1235
1236 mustBeVarArgErr :: Type -> SDoc
1237 mustBeVarArgErr ty =
1238   sep [ ptext (sLit "Arguments that do not correspond to a class parameter") <+>
1239         ptext (sLit "must be variables")
1240       , ptext (sLit "Instead of a variable, found") <+> ppr ty
1241       ]
1242
1243 wrongATArgErr :: Type -> Type -> SDoc
1244 wrongATArgErr ty instTy =
1245   sep [ ptext (sLit "Type indexes must match class instance head")
1246       , ptext (sLit "Found") <+> quotes (ppr ty)
1247         <+> ptext (sLit "but expected") <+> quotes (ppr instTy)
1248       ]
1249 \end{code}