d4100d00243abdf1ec7c7d008da70d9d004220aa
[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                                     
535           -- (b) instance declarations
536         ; inst_binds_s <- mapM tcInstDecl2 inst_decls
537
538           -- Done
539         ; return (unionManyBags dm_binds_s `unionBags`
540                   unionManyBags inst_binds_s) }
541
542 tcInstDecl2 :: InstInfo Name -> TcM (LHsBinds Id)
543 tcInstDecl2 (InstInfo { iSpec = ispec, iBinds = ibinds })
544   = recoverM (return emptyLHsBinds)             $
545     setSrcSpan loc                              $
546     addErrCtxt (instDeclCtxt2 (idType dfun_id)) $ 
547     tc_inst_decl2 dfun_id ibinds
548  where
549     dfun_id = instanceDFunId ispec
550     loc     = getSrcSpan dfun_id
551 \end{code}
552
553
554 \begin{code}
555 tc_inst_decl2 :: Id -> InstBindings Name -> TcM (LHsBinds Id)
556 -- Returns a binding for the dfun
557
558 ------------------------
559 -- Derived newtype instances; surprisingly tricky!
560 --
561 --      class Show a => Foo a b where ...
562 --      newtype N a = MkN (Tree [a]) deriving( Foo Int )
563 --
564 -- The newtype gives an FC axiom looking like
565 --      axiom CoN a ::  N a ~ Tree [a]
566 --   (see Note [Newtype coercions] in TyCon for this unusual form of axiom)
567 --
568 -- So all need is to generate a binding looking like:
569 --      dfunFooT :: forall a. (Foo Int (Tree [a], Show (N a)) => Foo Int (N a)
570 --      dfunFooT = /\a. \(ds:Show (N a)) (df:Foo (Tree [a])).
571 --                case df `cast` (Foo Int (sym (CoN a))) of
572 --                   Foo _ op1 .. opn -> Foo ds op1 .. opn
573 --
574 -- If there are no superclasses, matters are simpler, because we don't need the case
575 -- see Note [Newtype deriving superclasses] in TcDeriv.lhs
576
577 tc_inst_decl2 dfun_id (NewTypeDerived coi _)
578   = do  { let rigid_info = InstSkol
579               origin     = SigOrigin rigid_info
580               inst_ty    = idType dfun_id
581               inst_tvs   = fst (tcSplitForAllTys inst_ty)
582         ; (inst_tvs', theta, inst_head_ty) <- tcSkolSigType rigid_info inst_ty
583                 -- inst_head_ty is a PredType
584
585         ; let (cls, cls_inst_tys) = tcSplitDFunHead inst_head_ty
586               (class_tyvars, sc_theta, _, _) = classBigSig cls
587               cls_tycon = classTyCon cls
588               sc_theta' = substTheta (zipOpenTvSubst class_tyvars cls_inst_tys) sc_theta
589               Just (initial_cls_inst_tys, last_ty) = snocView cls_inst_tys
590
591               (rep_ty, wrapper) 
592                  = case coi of
593                      IdCo   -> (last_ty, idHsWrapper)
594                      ACo co -> (snd (coercionKind co'), WpCast (mk_full_coercion co'))
595                             where
596                                co' = substTyWith inst_tvs (mkTyVarTys inst_tvs') co
597                                 -- NB: the free variable of coi are bound by the
598                                 -- universally quantified variables of the dfun_id
599                                 -- This is weird, and maybe we should make NewTypeDerived
600                                 -- carry a type-variable list too; but it works fine
601
602                  -----------------------
603                  --        mk_full_coercion
604                  -- The inst_head looks like (C s1 .. sm (T a1 .. ak))
605                  -- But we want the coercion (C s1 .. sm (sym (CoT a1 .. ak)))
606                  --        with kind (C s1 .. sm (T a1 .. ak)  ~  C s1 .. sm <rep_ty>)
607                  --        where rep_ty is the (eta-reduced) type rep of T
608                  -- So we just replace T with CoT, and insert a 'sym'
609                  -- NB: we know that k will be >= arity of CoT, because the latter fully eta-reduced
610
611               mk_full_coercion co = mkTyConApp cls_tycon 
612                                          (initial_cls_inst_tys ++ [mkSymCoercion co])
613                  -- Full coercion : (Foo Int (Tree [a]) ~ Foo Int (N a)
614
615               rep_pred = mkClassPred cls (initial_cls_inst_tys ++ [rep_ty])
616                  -- In our example, rep_pred is (Foo Int (Tree [a]))
617
618         ; sc_loc     <- getInstLoc InstScOrigin
619         ; sc_dicts   <- newDictBndrs sc_loc sc_theta'
620         ; inst_loc   <- getInstLoc origin
621         ; dfun_dicts <- newDictBndrs inst_loc theta
622         ; rep_dict   <- newDictBndr inst_loc rep_pred
623         ; this_dict  <- newDictBndr inst_loc (mkClassPred cls cls_inst_tys)
624
625         -- Figure out bindings for the superclass context from dfun_dicts
626         -- Don't include this_dict in the 'givens', else
627         -- sc_dicts get bound by just selecting from this_dict!!
628         ; sc_binds <- addErrCtxt superClassCtxt $
629                       tcSimplifySuperClasses inst_loc this_dict dfun_dicts 
630                                              (rep_dict:sc_dicts)
631
632         -- It's possible that the superclass stuff might unified something
633         -- in the envt with one of the clas_tyvars
634         ; checkSigTyVars inst_tvs'
635
636         ; let coerced_rep_dict = wrapId wrapper (instToId rep_dict)
637
638         ; body <- make_body cls_tycon cls_inst_tys sc_dicts coerced_rep_dict
639         ; let dict_bind = mkVarBind (instToId this_dict) (noLoc body)
640
641         ; return (unitBag $ noLoc $
642                   AbsBinds inst_tvs' (map instToVar dfun_dicts)
643                             [(inst_tvs', dfun_id, instToId this_dict, noSpecPrags)]
644                             (dict_bind `consBag` sc_binds)) }
645   where
646       -----------------------
647       --     (make_body C tys scs coreced_rep_dict)
648       --                returns
649       --     (case coerced_rep_dict of { C _ ops -> C scs ops })
650       -- But if there are no superclasses, it returns just coerced_rep_dict
651       -- See Note [Newtype deriving superclasses] in TcDeriv.lhs
652
653     make_body cls_tycon cls_inst_tys sc_dicts coerced_rep_dict
654         | null sc_dicts         -- Case (a)
655         = return coerced_rep_dict
656         | otherwise             -- Case (b)
657         = do { op_ids            <- newSysLocalIds (fsLit "op") op_tys
658              ; dummy_sc_dict_ids <- newSysLocalIds (fsLit "sc") (map idType sc_dict_ids)
659              ; let the_pat = ConPatOut { pat_con = noLoc cls_data_con, pat_tvs = [],
660                                          pat_dicts = dummy_sc_dict_ids,
661                                          pat_binds = emptyLHsBinds,
662                                          pat_args = PrefixCon (map nlVarPat op_ids),
663                                          pat_ty = pat_ty}
664                    the_match = mkSimpleMatch [noLoc the_pat] the_rhs
665                    the_rhs = mkHsConApp cls_data_con cls_inst_tys $
666                              map HsVar (sc_dict_ids ++ op_ids)
667
668                 -- Warning: this HsCase scrutinises a value with a PredTy, which is
669                 --          never otherwise seen in Haskell source code. It'd be
670                 --          nicer to generate Core directly!
671              ; return (HsCase (noLoc coerced_rep_dict) $
672                        MatchGroup [the_match] (mkFunTy pat_ty pat_ty)) }
673         where
674           sc_dict_ids  = map instToId sc_dicts
675           pat_ty       = mkTyConApp cls_tycon cls_inst_tys
676           cls_data_con = head (tyConDataCons cls_tycon)
677           cls_arg_tys  = dataConInstArgTys cls_data_con cls_inst_tys
678           op_tys       = dropList sc_dict_ids cls_arg_tys
679
680 ------------------------
681 -- Ordinary instances
682
683 tc_inst_decl2 dfun_id (VanillaInst monobinds uprags standalone_deriv)
684  = do { let rigid_info = InstSkol
685             inst_ty    = idType dfun_id
686             loc        = getSrcSpan dfun_id
687
688         -- Instantiate the instance decl with skolem constants
689        ; (inst_tyvars', dfun_theta', inst_head') <- tcSkolSigType rigid_info inst_ty
690                 -- These inst_tyvars' scope over the 'where' part
691                 -- Those tyvars are inside the dfun_id's type, which is a bit
692                 -- bizarre, but OK so long as you realise it!
693        ; let
694             (clas, inst_tys') = tcSplitDFunHead inst_head'
695             (class_tyvars, sc_theta, sc_sels, op_items) = classBigSig clas
696
697              -- Instantiate the super-class context with inst_tys
698             sc_theta' = substTheta (zipOpenTvSubst class_tyvars inst_tys') sc_theta
699             origin    = SigOrigin rigid_info
700
701          -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
702        ; inst_loc   <- getInstLoc origin
703        ; dfun_dicts <- newDictBndrs inst_loc dfun_theta'        -- Includes equalities
704        ; this_dict  <- newDictBndr inst_loc (mkClassPred clas inst_tys')
705                 -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs,
706                 -- but they'll already be in the environment.
707
708        
709         -- Cook up a binding for "this = df d1 .. dn",
710         -- to use in each method binding
711         -- Need to clone the dict in case it is floated out, and
712         -- then clashes with its friends
713        ; cloned_this <- cloneDict this_dict
714        ; let cloned_this_bind = mkVarBind (instToId cloned_this) $ 
715                                 L loc $ wrapId app_wrapper dfun_id
716              app_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
717              dfun_lam_vars = map instToVar dfun_dicts   -- Includes equalities
718              nested_this_pair 
719                 | null inst_tyvars' && null dfun_theta' = (this_dict, emptyBag)
720                 | otherwise = (cloned_this, unitBag cloned_this_bind)
721
722        -- Deal with 'SPECIALISE instance' pragmas
723        -- See Note [SPECIALISE instance pragmas]
724        ; let spec_inst_sigs = filter isSpecInstLSig uprags
725              -- The filter removes the pragmas for methods
726        ; spec_inst_prags <- mapM (wrapLocM (tcSpecInst dfun_id)) spec_inst_sigs
727
728         -- Typecheck the methods
729        ; let prag_fn = mkPragFun uprags monobinds
730              tc_meth = tcInstanceMethod loc standalone_deriv
731                                         clas inst_tyvars'
732                                         dfun_dicts inst_tys'
733                                         nested_this_pair 
734                                         prag_fn spec_inst_prags monobinds
735
736        ; (meth_ids, meth_binds) <- tcExtendTyVarEnv inst_tyvars' $
737                                    mapAndUnzipM tc_meth op_items 
738
739          -- Figure out bindings for the superclass context
740        ; sc_loc   <- getInstLoc InstScOrigin
741        ; sc_dicts <- newDictOccs sc_loc sc_theta'               -- These are wanted
742        ; let tc_sc = tcSuperClass inst_loc inst_tyvars' dfun_dicts nested_this_pair
743        ; (sc_ids, sc_binds) <- mapAndUnzipM tc_sc (sc_sels `zip` sc_dicts)
744
745         -- It's possible that the superclass stuff might unified
746         -- something in the envt with one of the inst_tyvars'
747        ; checkSigTyVars inst_tyvars'
748
749        -- Create the result bindings
750        ; let dict_constr   = classDataCon clas
751              this_dict_id  = instToId this_dict
752              dict_bind     = mkVarBind this_dict_id dict_rhs
753              dict_rhs      = foldl mk_app inst_constr sc_meth_ids
754              sc_meth_ids   = sc_ids ++ meth_ids
755              inst_constr   = L loc $ wrapId (mkWpTyApps inst_tys')
756                                             (dataConWrapId dict_constr)
757                      -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
758                      -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
759                      -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
760                      -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
761                      -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
762                      -- than needing to be repeated here.
763
764              mk_app :: LHsExpr Id -> Id -> LHsExpr Id
765              mk_app fun arg_id = L loc (HsApp fun (L loc (wrapId arg_wrapper arg_id)))
766              arg_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
767
768                 -- Do not inline the dfun; instead give it a magic DFunFunfolding
769                 -- See Note [ClassOp/DFun selection]
770                 -- See also note [Single-method classes]
771              dfun_id_w_fun = dfun_id  
772                              `setIdUnfolding`  mkDFunUnfolding inst_ty (map Var sc_meth_ids)
773                              `setInlinePragma` dfunInlinePragma
774
775              main_bind = AbsBinds
776                          inst_tyvars'
777                          dfun_lam_vars
778                          [(inst_tyvars', dfun_id_w_fun, this_dict_id, SpecPrags spec_inst_prags)]
779                          (unitBag dict_bind)
780
781        ; showLIE (text "instance")
782        ; return (unitBag (L loc main_bind) `unionBags` 
783                  listToBag meth_binds     `unionBags` 
784                  listToBag sc_binds)
785        }
786
787 {-
788        -- Create the result bindings
789        ; let this_dict_id  = instToId this_dict
790              arg_ids       = sc_ids ++ meth_ids
791              arg_binds     = listToBag meth_binds `unionBags` 
792                              listToBag sc_binds
793
794        ; showLIE (text "instance")
795        ; case newTyConCo_maybe (classTyCon clas) of
796            Nothing             -- A multi-method class
797              -> return (unitBag (L loc data_bind)  `unionBags` arg_binds)
798              where
799                data_dfun_id = dfun_id   -- Do not inline; instead give it a magic DFunFunfolding
800                                        -- See Note [ClassOp/DFun selection]
801                                 `setIdUnfolding`  mkDFunUnfolding dict_constr arg_ids
802                                 `setInlinePragma` dfunInlinePragma
803
804                data_bind = AbsBinds inst_tyvars' dfun_lam_vars
805                              [(inst_tyvars', data_dfun_id, this_dict_id, spec_inst_prags)]
806                              (unitBag dict_bind)
807
808                dict_bind   = mkVarBind this_dict_id dict_rhs
809                dict_rhs    = foldl mk_app inst_constr arg_ids
810                dict_constr = classDataCon clas
811                inst_constr = L loc $ wrapId (mkWpTyApps inst_tys')
812                                             (dataConWrapId dict_constr)
813                        -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
814                        -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
815                        -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
816                        -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
817                        -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
818                        -- than needing to be repeated here.
819
820                mk_app :: LHsExpr Id -> Id -> LHsExpr Id
821                mk_app fun arg_id = L loc (HsApp fun (L loc (wrapId arg_wrapper arg_id)))
822                arg_wrapper = mkWpApps dfun_lam_vars <.> mkWpTyApps (mkTyVarTys inst_tyvars')
823
824            Just the_nt_co        -- (Just co) for a single-method class
825              -> return (unitBag (L loc nt_bind) `unionBags` arg_binds)
826              where
827                nt_dfun_id = dfun_id   -- Just let the dfun inline; see Note [Single-method classes]
828                             `setInlinePragma` alwaysInlinePragma
829
830                local_nt_dfun = setIdType this_dict_id inst_ty   -- A bit of a hack, but convenient
831
832                nt_bind = AbsBinds [] [] 
833                             [([], nt_dfun_id, local_nt_dfun, spec_inst_prags)]
834                             (unitBag (mkVarBind local_nt_dfun (L loc (wrapId nt_cast the_meth_id))))
835
836                the_meth_id = ASSERT( length arg_ids == 1 ) head arg_ids
837                nt_cast = WpCast $ mkPiTypes (inst_tyvars' ++ dfun_lam_vars) $
838                          mkSymCoercion (mkTyConApp the_nt_co inst_tys')
839 -}
840
841 ------------------------------
842 tcSuperClass :: InstLoc -> [TyVar] -> [Inst]
843              -> (Inst, LHsBinds Id)
844              -> (Id, Inst) -> TcM (Id, LHsBind Id)
845 -- Build a top level decl like
846 --      sc_op = /\a \d. let this = ... in 
847 --                      let sc = ... in
848 --                      sc
849 -- The "this" part is just-in-case (discarded if not used)
850 -- See Note [Recursive superclasses]
851 tcSuperClass inst_loc tyvars dicts (this_dict, this_bind)
852              (sc_sel, sc_dict)
853   = addErrCtxt superClassCtxt $
854     do { sc_binds <- tcSimplifySuperClasses inst_loc 
855                                 this_dict dicts [sc_dict]
856          -- Don't include this_dict in the 'givens', else
857          -- sc_dicts get bound by just selecting  from this_dict!!
858
859        ; uniq <- newUnique
860        ; let sc_op_ty = mkSigmaTy tyvars (map dictPred dicts) 
861                                   (mkPredTy (dictPred sc_dict))
862              sc_op_name = mkDerivedInternalName mkClassOpAuxOcc uniq
863                                                 (getName sc_sel)
864              sc_op_id   = mkLocalId sc_op_name sc_op_ty
865              sc_id      = instToVar sc_dict
866              sc_op_bind = AbsBinds tyvars 
867                              (map instToVar dicts) 
868                              [(tyvars, sc_op_id, sc_id, noSpecPrags)]
869                              (this_bind `unionBags` sc_binds)
870
871        ; return (sc_op_id, noLoc sc_op_bind) }
872 \end{code}
873
874 Note [Recursive superclasses]
875 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
876 See Trac #1470 for why we would *like* to add "this_dict" to the 
877 available instances here.  But we can't do so because then the superclases
878 get satisfied by selection from this_dict, and that leads to an immediate
879 loop.  What we need is to add this_dict to Avails without adding its 
880 superclasses, and we currently have no way to do that.
881
882 Note [SPECIALISE instance pragmas]
883 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
884 Consider
885
886    instance (Ix a, Ix b) => Ix (a,b) where
887      {-# SPECIALISE instance Ix (Int,Int) #-}
888      range (x,y) = ...
889
890 We do *not* want to make a specialised version of the dictionary
891 function.  Rather, we want specialised versions of each method.
892 Thus we should generate something like this:
893
894   $dfIx :: (Ix a, Ix x) => Ix (a,b)
895   {- DFUN [$crange, ...] -}
896   $dfIx da db = Ix ($crange da db) (...other methods...)
897
898   $dfIxPair :: (Ix a, Ix x) => Ix (a,b)
899   {- DFUN [$crangePair, ...] -}
900   $dfIxPair = Ix ($crangePair da db) (...other methods...)
901
902   $crange :: (Ix a, Ix b) -> ((a,b),(a,b)) -> [(a,b)]
903   {-# SPECIALISE $crange :: ((Int,Int),(Int,Int)) -> [(Int,Int)] #-}
904   $crange da db = <blah>
905
906   {-# RULE  range ($dfIx da db) = $crange da db #-}
907
908 Note that  
909
910   * The RULE is unaffected by the specialisation.  We don't want to
911     specialise $dfIx, because then it would need a specialised RULE
912     which is a pain.  The single RULE works fine at all specialisations.
913     See Note [How instance declarations are translated] above
914
915   * Instead, we want to specialise the *method*, $crange
916
917 In practice, rather than faking up a SPECIALISE pragama for each
918 method (which is painful, since we'd have to figure out its
919 specialised type), we call tcSpecPrag *as if* were going to specialise
920 $dfIx -- you can see that in the call to tcSpecInst.  That generates a
921 SpecPrag which, as it turns out, can be used unchanged for each method.
922 The "it turns out" bit is delicate, but it works fine!
923
924 \begin{code}
925 tcSpecInst :: Id -> Sig Name -> TcM TcSpecPrag
926 tcSpecInst dfun_id prag@(SpecInstSig hs_ty) 
927   = addErrCtxt (spec_ctxt prag) $
928     do  { let name = idName dfun_id
929         ; (tyvars, theta, tau) <- tcHsInstHead hs_ty    
930         ; let spec_ty = mkSigmaTy tyvars theta tau
931         ; co_fn <- tcSubExp (SpecPragOrigin name) (idType dfun_id) spec_ty
932         ; return (SpecPrag co_fn defaultInlinePragma) }
933   where
934     spec_ctxt prag = hang (ptext (sLit "In the SPECIALISE pragma")) 2 (ppr prag)
935
936 tcSpecInst _  _ = panic "tcSpecInst"
937 \end{code}
938
939 %************************************************************************
940 %*                                                                      *
941       Type-checking an instance method
942 %*                                                                      *
943 %************************************************************************
944
945 tcInstanceMethod
946 - Make the method bindings, as a [(NonRec, HsBinds)], one per method
947 - Remembering to use fresh Name (the instance method Name) as the binder
948 - Bring the instance method Ids into scope, for the benefit of tcInstSig
949 - Use sig_fn mapping instance method Name -> instance tyvars
950 - Ditto prag_fn
951 - Use tcValBinds to do the checking
952
953 \begin{code}
954 tcInstanceMethod :: SrcSpan -> Bool -> Class -> [TcTyVar] -> [Inst]
955                  -> [TcType]
956                  -> (Inst, LHsBinds Id)  -- "This" and its binding
957                  -> TcPragFun            -- Local prags
958                  -> [Located TcSpecPrag] -- Arising from 'SPECLALISE instance'
959                  -> LHsBinds Name 
960                  -> (Id, DefMeth)
961                  -> TcM (Id, LHsBind Id)
962         -- The returned inst_meth_ids all have types starting
963         --      forall tvs. theta => ...
964
965 tcInstanceMethod loc standalone_deriv clas tyvars dfun_dicts inst_tys 
966                  (this_dict, this_dict_bind)
967                  prag_fn spec_inst_prags binds_in (sel_id, dm_info)
968   = do  { uniq <- newUnique
969         ; let meth_name = mkDerivedInternalName mkClassOpAuxOcc uniq sel_name
970         ; local_meth_name <- newLocalName sel_name
971           -- Base the local_meth_name on the selector name, becuase
972           -- type errors from tcInstanceMethodBody come from here
973
974         ; let local_meth_ty = instantiateMethod clas sel_id inst_tys
975               meth_ty = mkSigmaTy tyvars (map dictPred dfun_dicts) local_meth_ty
976               meth_id       = mkLocalId meth_name meth_ty
977               local_meth_id = mkLocalId local_meth_name local_meth_ty
978
979             --------------
980               tc_body rn_bind 
981                 = add_meth_ctxt rn_bind $
982                   do { (meth_id1, spec_prags) <- tcPrags NonRecursive False True 
983                                                          meth_id (prag_fn sel_name)
984                      ; bind <- tcInstanceMethodBody (instLoc this_dict)
985                                     tyvars dfun_dicts
986                                     ([this_dict], this_dict_bind)
987                                     meth_id1 local_meth_id
988                                     meth_sig_fn 
989                                     (SpecPrags (spec_inst_prags ++ spec_prags))
990                                     rn_bind 
991                      ; return (meth_id1, bind) }
992
993             --------------
994               tc_default :: DefMeth -> TcM (Id, LHsBind Id)
995                 -- The user didn't supply a method binding, so we have to make 
996                 -- up a default binding, in a way depending on the default-method info
997
998               tc_default NoDefMeth          -- No default method at all
999                 = do { warnMissingMethod sel_id
1000                      ; return (meth_id, mkVarBind meth_id $ 
1001                                         mkLHsWrap lam_wrapper error_rhs) }
1002               
1003               tc_default GenDefMeth    -- Derivable type classes stuff
1004                 = do { meth_bind <- mkGenericDefMethBind clas inst_tys sel_id local_meth_name
1005                      ; tc_body meth_bind }
1006                   
1007               tc_default (DefMeth dm_name)      -- An polymorphic default method
1008                 = do {   -- Build the typechecked version directly, 
1009                          -- without calling typecheck_method; 
1010                          -- see Note [Default methods in instances]
1011                          -- Generate   /\as.\ds. let this = df as ds 
1012                          --                      in $dm inst_tys this
1013                          -- The 'let' is necessary only because HsSyn doesn't allow
1014                          -- you to apply a function to a dictionary *expression*.
1015
1016                      ; dm_id <- tcLookupId dm_name
1017                      ; let dm_inline_prag = idInlinePragma dm_id
1018                            rhs = HsWrap (WpApp (instToId this_dict) <.> mkWpTyApps inst_tys) $
1019                                  HsVar dm_id 
1020
1021                            meth_bind = L loc $ VarBind { var_id = local_meth_id
1022                                                        , var_rhs = L loc rhs 
1023                                                        , var_inline = False }
1024                            meth_id1 = meth_id `setInlinePragma` dm_inline_prag
1025                                     -- Copy the inline pragma (if any) from the default
1026                                     -- method to this version. Note [INLINE and default methods]
1027                                     
1028                            bind = AbsBinds { abs_tvs = tyvars, abs_dicts =  dfun_lam_vars
1029                                            , abs_exports = [( tyvars, meth_id1, local_meth_id
1030                                                             , SpecPrags spec_inst_prags)]
1031                                            , abs_binds = this_dict_bind `unionBags` unitBag meth_bind }
1032                      -- Default methods in an instance declaration can't have their own 
1033                      -- INLINE or SPECIALISE pragmas. It'd be possible to allow them, but
1034                      -- currently they are rejected with 
1035                      --           "INLINE pragma lacks an accompanying binding"
1036
1037                      ; return (meth_id1, L loc bind) } 
1038
1039         ; case findMethodBind sel_name local_meth_name binds_in of
1040             Just user_bind -> tc_body user_bind    -- User-supplied method binding
1041             Nothing        -> tc_default dm_info   -- None supplied
1042         }
1043   where
1044     sel_name = idName sel_id
1045
1046     meth_sig_fn _ = Just []     -- The 'Just' says "yes, there's a type sig"
1047         -- But there are no scoped type variables from local_method_id
1048         -- Only the ones from the instance decl itself, which are already
1049         -- in scope.  Example:
1050         --      class C a where { op :: forall b. Eq b => ... }
1051         --      instance C [c] where { op = <rhs> }
1052         -- In <rhs>, 'c' is scope but 'b' is not!
1053
1054     error_rhs    = L loc $ HsApp error_fun error_msg
1055     error_fun    = L loc $ wrapId (WpTyApp meth_tau) nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID
1056     error_msg    = L loc (HsLit (HsStringPrim (mkFastString error_string)))
1057     meth_tau     = funResultTy (applyTys (idType sel_id) inst_tys)
1058     error_string = showSDoc (hcat [ppr loc, text "|", ppr sel_id ])
1059
1060     dfun_lam_vars = map instToVar dfun_dicts
1061     lam_wrapper   = mkWpTyLams tyvars <.> mkWpLams dfun_lam_vars
1062
1063         -- For instance decls that come from standalone deriving clauses
1064         -- we want to print out the full source code if there's an error
1065         -- because otherwise the user won't see the code at all
1066     add_meth_ctxt rn_bind thing 
1067       | standalone_deriv = addLandmarkErrCtxt (derivBindCtxt clas inst_tys rn_bind) thing
1068       | otherwise        = thing
1069
1070 wrapId :: HsWrapper -> id -> HsExpr id
1071 wrapId wrapper id = mkHsWrap wrapper (HsVar id)
1072
1073 derivBindCtxt :: Class -> [Type ] -> LHsBind Name -> SDoc
1074 derivBindCtxt clas tys bind
1075    = vcat [ ptext (sLit "When typechecking a standalone-derived method for")
1076             <+> quotes (pprClassPred clas tys) <> colon
1077           , nest 2 $ pprSetDepth AllTheWay $ ppr bind ]
1078
1079 warnMissingMethod :: Id -> TcM ()
1080 warnMissingMethod sel_id
1081   = do { warn <- doptM Opt_WarnMissingMethods           
1082        ; warnTc (warn  -- Warn only if -fwarn-missing-methods
1083                  && not (startsWithUnderscore (getOccName sel_id)))
1084                                         -- Don't warn about _foo methods
1085                 (ptext (sLit "No explicit method nor default method for")
1086                  <+> quotes (ppr sel_id)) }
1087 \end{code}
1088
1089 Note [Export helper functions]
1090 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1091 We arrange to export the "helper functions" of an instance declaration,
1092 so that they are not subject to preInlineUnconditionally, even if their
1093 RHS is trivial.  Reason: they are mentioned in the DFunUnfolding of
1094 the dict fun as Ids, not as CoreExprs, so we can't substitute a 
1095 non-variable for them.
1096
1097 We could change this by making DFunUnfoldings have CoreExprs, but it
1098 seems a bit simpler this way.
1099
1100 Note [Default methods in instances]
1101 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1102 Consider this
1103
1104    class Baz v x where
1105       foo :: x -> x
1106       foo y = <blah>
1107
1108    instance Baz Int Int
1109
1110 From the class decl we get
1111
1112    $dmfoo :: forall v x. Baz v x => x -> x
1113    $dmfoo y = <blah>
1114
1115 Notice that the type is ambiguous.  That's fine, though. The instance
1116 decl generates
1117
1118    $dBazIntInt = MkBaz fooIntInt
1119    fooIntInt = $dmfoo Int Int $dBazIntInt
1120
1121 BUT this does mean we must generate the dictionary translation of
1122 fooIntInt directly, rather than generating source-code and
1123 type-checking it.  That was the bug in Trac #1061. In any case it's
1124 less work to generate the translated version!
1125
1126 Note [INLINE and default methods]
1127 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1128 Default methods need special case.  They are supposed to behave rather like
1129 macros.  For exmample
1130
1131   class Foo a where
1132     op1, op2 :: Bool -> a -> a
1133
1134     {-# INLINE op1 #-}
1135     op1 b x = op2 (not b) x
1136
1137   instance Foo Int where
1138     -- op1 via default method
1139     op2 b x = <blah>
1140    
1141 The instance declaration should behave
1142
1143    just as if 'op1' had been defined with the
1144    code, and INLINE pragma, from its original
1145    definition. 
1146
1147 That is, just as if you'd written
1148
1149   instance Foo Int where
1150     op2 b x = <blah>
1151
1152     {-# INLINE op1 #-}
1153     op1 b x = op2 (not b) x
1154
1155 So for the above example we generate:
1156
1157
1158   {-# INLINE $dmop1 #-}
1159   -- $dmop1 has an InlineCompulsory unfolding
1160   $dmop1 d b x = op2 d (not b) x
1161
1162   $fFooInt = MkD $cop1 $cop2
1163
1164   {-# INLINE $cop1 #-}
1165   $cop1 = $dmop1 $fFooInt
1166
1167   $cop2 = <blah>
1168
1169 Note carefullly:
1170
1171 * We *copy* any INLINE pragma from the default method $dmop1 to the
1172   instance $cop1.  Otherwise we'll just inline the former in the
1173   latter and stop, which isn't what the user expected
1174
1175 * Regardless of its pragma, we give the default method an 
1176   unfolding with an InlineCompulsory source. That means
1177   that it'll be inlined at every use site, notably in
1178   each instance declaration, such as $cop1.  This inlining
1179   must happen even though 
1180     a) $dmop1 is not saturated in $cop1
1181     b) $cop1 itself has an INLINE pragma
1182
1183   It's vital that $dmop1 *is* inlined in this way, to allow the mutual
1184   recursion between $fooInt and $cop1 to be broken
1185
1186 * To communicate the need for an InlineCompulsory to the desugarer
1187   (which makes the Unfoldings), we use the IsDefaultMethod constructor
1188   in TcSpecPrags.
1189
1190
1191 %************************************************************************
1192 %*                                                                      *
1193 \subsection{Error messages}
1194 %*                                                                      *
1195 %************************************************************************
1196
1197 \begin{code}
1198 instDeclCtxt1 :: LHsType Name -> SDoc
1199 instDeclCtxt1 hs_inst_ty
1200   = inst_decl_ctxt (case unLoc hs_inst_ty of
1201                         HsForAllTy _ _ _ (L _ (HsPredTy pred)) -> ppr pred
1202                         HsPredTy pred                    -> ppr pred
1203                         _                                -> ppr hs_inst_ty)     -- Don't expect this
1204 instDeclCtxt2 :: Type -> SDoc
1205 instDeclCtxt2 dfun_ty
1206   = inst_decl_ctxt (ppr (mkClassPred cls tys))
1207   where
1208     (_,cls,tys) = tcSplitDFunTy dfun_ty
1209
1210 inst_decl_ctxt :: SDoc -> SDoc
1211 inst_decl_ctxt doc = ptext (sLit "In the instance declaration for") <+> quotes doc
1212
1213 superClassCtxt :: SDoc
1214 superClassCtxt = ptext (sLit "When checking the super-classes of an instance declaration")
1215
1216 atInstCtxt :: Name -> SDoc
1217 atInstCtxt name = ptext (sLit "In the associated type instance for") <+>
1218                   quotes (ppr name)
1219
1220 mustBeVarArgErr :: Type -> SDoc
1221 mustBeVarArgErr ty =
1222   sep [ ptext (sLit "Arguments that do not correspond to a class parameter") <+>
1223         ptext (sLit "must be variables")
1224       , ptext (sLit "Instead of a variable, found") <+> ppr ty
1225       ]
1226
1227 wrongATArgErr :: Type -> Type -> SDoc
1228 wrongATArgErr ty instTy =
1229   sep [ ptext (sLit "Type indexes must match class instance head")
1230       , ptext (sLit "Found") <+> quotes (ppr ty)
1231         <+> ptext (sLit "but expected") <+> quotes (ppr instTy)
1232       ]
1233 \end{code}