Warn of missing ATs and complain about bad ATs
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcInstDcls.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
3 %
4 \section[TcInstDecls]{Typechecking instance declarations}
5
6 \begin{code}
7 module TcInstDcls ( tcInstDecls1, tcInstDecls2 ) where
8
9 #include "HsVersions.h"
10
11 import HsSyn
12 import TcBinds          ( mkPragFun, tcPrags, badBootDeclErr )
13 import TcTyClsDecls     ( tcIdxTyInstDecl )
14 import TcClassDcl       ( tcMethodBind, mkMethodBind, badMethodErr, badATErr,
15                           omittedATWarn, tcClassDecl2, getGenericInstances )
16 import TcRnMonad       
17 import TcMType          ( tcSkolSigType, checkValidInstance, checkValidInstHead )
18 import TcType           ( mkClassPred, tcSplitSigmaTy, tcSplitDFunHead, 
19                           SkolemInfo(InstSkol), tcSplitDFunTy, mkFunTy )
20 import Inst             ( newDictBndr, newDictBndrs, instToId, showLIE, 
21                           getOverlapFlag, tcExtendLocalInstEnv )
22 import InstEnv          ( mkLocalInstance, instanceDFunId )
23 import TcDeriv          ( tcDeriving )
24 import TcEnv            ( InstInfo(..), InstBindings(..), 
25                           newDFunName, tcExtendIdEnv, tcExtendGlobalEnv
26                         )
27 import TcHsType         ( kcHsSigType, tcHsKindedType )
28 import TcUnify          ( checkSigTyVars )
29 import TcSimplify       ( tcSimplifySuperClasses )
30 import Type             ( zipOpenTvSubst, substTheta, mkTyConApp, mkTyVarTy,
31                           splitFunTys, TyThing(ATyCon) )
32 import Coercion         ( mkSymCoercion )
33 import TyCon            ( TyCon, tyConName, newTyConCo, tyConTyVars,
34                           isAssocTyCon, tyConFamInst_maybe )
35 import DataCon          ( classDataCon, dataConTyCon, dataConInstArgTys )
36 import Class            ( classBigSig, classATs )
37 import Var              ( TyVar, Id, idName, idType, tyVarKind )
38 import Id               ( mkSysLocal )
39 import UniqSupply       ( uniqsFromSupply, splitUniqSupply )
40 import MkId             ( mkDictFunId )
41 import Name             ( Name, getSrcLoc )
42 import NameSet          ( NameSet, addListToNameSet, emptyNameSet,
43                           minusNameSet, nameSetToList )
44 import Maybe            ( isNothing, fromJust, catMaybes )
45 import Monad            ( when )
46 import DynFlags         ( DynFlag(Opt_WarnMissingMethods) )
47 import SrcLoc           ( srcLocSpan, unLoc, noLoc, Located(..), srcSpanStart )
48 import ListSetOps       ( minusList )
49 import Outputable
50 import Bag
51 import BasicTypes       ( Activation( AlwaysActive ), InlineSpec(..) )
52 import HscTypes         ( implicitTyThings )
53 import FastString
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 Here is the overall algorithm.
67 Assume that we have an instance declaration
68
69     instance c => k (t tvs) where b
70
71 \begin{enumerate}
72 \item
73 $LIE_c$ is the LIE for the context of class $c$
74 \item
75 $betas_bar$ is the free variables in the class method type, excluding the
76    class variable
77 \item
78 $LIE_cop$ is the LIE constraining a particular class method
79 \item
80 $tau_cop$ is the tau type of a class method
81 \item
82 $LIE_i$ is the LIE for the context of instance $i$
83 \item
84 $X$ is the instance constructor tycon
85 \item
86 $gammas_bar$ is the set of type variables of the instance
87 \item
88 $LIE_iop$ is the LIE for a particular class method instance
89 \item
90 $tau_iop$ is the tau type for this instance of a class method
91 \item
92 $alpha$ is the class variable
93 \item
94 $LIE_cop' = LIE_cop [X gammas_bar / alpha, fresh betas_bar]$
95 \item
96 $tau_cop' = tau_cop [X gammas_bar / alpha, fresh betas_bar]$
97 \end{enumerate}
98
99 ToDo: Update the list above with names actually in the code.
100
101 \begin{enumerate}
102 \item
103 First, make the LIEs for the class and instance contexts, which means
104 instantiate $thetaC [X inst_tyvars / alpha ]$, yielding LIElistC' and LIEC',
105 and make LIElistI and LIEI.
106 \item
107 Then process each method in turn.
108 \item
109 order the instance methods according to the ordering of the class methods
110 \item
111 express LIEC' in terms of LIEI, yielding $dbinds_super$ or an error
112 \item
113 Create final dictionary function from bindings generated already
114 \begin{pseudocode}
115 df = lambda inst_tyvars
116        lambda LIEI
117          let Bop1
118              Bop2
119              ...
120              Bopn
121          and dbinds_super
122               in <op1,op2,...,opn,sd1,...,sdm>
123 \end{pseudocode}
124 Here, Bop1 \ldots Bopn bind the methods op1 \ldots opn,
125 and $dbinds_super$ bind the superclass dictionaries sd1 \ldots sdm.
126 \end{enumerate}
127
128
129 %************************************************************************
130 %*                                                                      *
131 \subsection{Extracting instance decls}
132 %*                                                                      *
133 %************************************************************************
134
135 Gather up the instance declarations from their various sources
136
137 \begin{code}
138 tcInstDecls1    -- Deal with both source-code and imported instance decls
139    :: [LTyClDecl Name]          -- For deriving stuff
140    -> [LInstDecl Name]          -- Source code instance decls
141    -> TcM (TcGblEnv,            -- The full inst env
142            [InstInfo],          -- Source-code instance decls to process; 
143                                 -- contains all dfuns for this module
144            HsValBinds Name)     -- Supporting bindings for derived instances
145
146 tcInstDecls1 tycl_decls inst_decls
147   = checkNoErrs $
148     do {        -- Stop if addInstInfos etc discovers any errors
149                 -- (they recover, so that we get more than one error each
150                 -- round) 
151
152                 -- (1) Do the ordinary instance declarations and instances of
153                 --     indexed types
154        ; let { idxty_decls = filter (isIdxTyDecl . unLoc) tycl_decls }
155        ; local_info_tycons <- mappM tcLocalInstDecl1  inst_decls
156        ; idxty_info_tycons <- mappM tcIdxTyInstDeclTL idxty_decls
157
158        ; let { (local_infos,
159                 local_tycons)    = unzip local_info_tycons
160              ; (idxty_infos, 
161                 idxty_tycons)    = unzip idxty_info_tycons
162              ; local_idxty_info  = concat local_infos ++ catMaybes idxty_infos
163              ; local_idxty_tycon = concat local_tycons ++ 
164                                    catMaybes idxty_tycons
165              ; clas_decls        = filter (isClassDecl.unLoc) tycl_decls 
166              ; implicit_things   = concatMap implicitTyThings local_idxty_tycon
167              }
168
169                 -- (2) Add the tycons of associated types and their implicit
170                 --     tythings to the global environment
171        ; tcExtendGlobalEnv (local_idxty_tycon ++ implicit_things) $ do {
172
173                 -- (3) Instances from generic class declarations
174        ; generic_inst_info <- getGenericInstances clas_decls
175
176                 -- Next, construct the instance environment so far, consisting
177                 -- of 
178                 --   a) local instance decls
179                 --   b) generic instances
180        ; addInsts local_idxty_info  $ do {
181        ; addInsts generic_inst_info $ do {
182
183                 -- (4) Compute instances from "deriving" clauses; 
184                 -- This stuff computes a context for the derived instance
185                 -- decl, so it needs to know about all the instances possible
186        ; (deriv_inst_info, deriv_binds) <- tcDeriving tycl_decls
187        ; addInsts deriv_inst_info   $ do {
188
189        ; gbl_env <- getGblEnv
190        ; returnM (gbl_env, 
191                   generic_inst_info ++ deriv_inst_info ++ local_idxty_info,
192                   deriv_binds) 
193     }}}}}
194   where
195     -- Make sure that toplevel type instance are not for associated types.
196     -- !!!TODO: Need to perform this check for the InstInfo structures of type
197     --          functions, too.
198     tcIdxTyInstDeclTL ldecl@(L loc decl) =
199       do { (info, tything) <- tcIdxTyInstDecl ldecl
200          ; setSrcSpan loc $
201              when (isAssocFamily tything) $
202                addErr $ assocInClassErr (tcdName decl)
203          ; return (info, tything)
204          }
205     isAssocFamily (Just (ATyCon tycon)) =
206       case tyConFamInst_maybe tycon of
207         Nothing       -> panic "isAssocFamily: no family?!?"
208         Just (fam, _) -> isAssocTyCon fam
209     isAssocFamily (Just _             ) = panic "isAssocFamily: no tycon?!?"
210     isAssocFamily Nothing               = False
211
212 assocInClassErr name = 
213   ptext SLIT("Associated type must be inside class instance") <+> 
214   quotes (ppr name)
215
216 addInsts :: [InstInfo] -> TcM a -> TcM a
217 addInsts infos thing_inside
218   = tcExtendLocalInstEnv (map iSpec infos) thing_inside
219 \end{code} 
220
221 \begin{code}
222 tcLocalInstDecl1 :: LInstDecl Name 
223                  -> TcM ([InstInfo], [TyThing]) -- [] if there was an error
224         -- A source-file instance declaration
225         -- Type-check all the stuff before the "where"
226         --
227         -- We check for respectable instance type, and context
228 tcLocalInstDecl1 decl@(L loc (InstDecl poly_ty binds uprags ats))
229   =     -- Prime error recovery, set source location
230     recoverM (returnM ([], []))         $
231     setSrcSpan loc                      $
232     addErrCtxt (instDeclCtxt1 poly_ty)  $
233
234     do  { is_boot <- tcIsHsBoot
235         ; checkTc (not is_boot || (isEmptyLHsBinds binds && null uprags))
236                   badBootDeclErr
237
238         -- Typecheck the instance type itself.  We can't use 
239         -- tcHsSigType, because it's not a valid user type.
240         ; kinded_ty <- kcHsSigType poly_ty
241         ; poly_ty'  <- tcHsKindedType kinded_ty
242         ; let (tyvars, theta, tau) = tcSplitSigmaTy poly_ty'
243         
244         -- Next, process any associated types.
245         ; idxty_info_tycons <- mappM tcIdxTyInstDecl ats
246
247         -- Now, check the validity of the instance.
248         ; (clas, inst_tys) <- checkValidInstHead tau
249         ; checkValidInstance tyvars theta clas inst_tys
250         ; checkValidOrMissingAT clas
251
252         -- Finally, construct the Core representation of the instance.
253         -- (This no longer includes the associated types.)
254         ; dfun_name <- newDFunName clas inst_tys (srcSpanStart loc)
255         ; overlap_flag <- getOverlapFlag
256         ; let dfun           = mkDictFunId dfun_name tyvars theta clas inst_tys
257               ispec          = mkLocalInstance dfun overlap_flag
258               (idxty_infos, 
259                idxty_tycons) = unzip idxty_info_tycons
260
261         ; return ([InstInfo { iSpec  = ispec, 
262                               iBinds = VanillaInst binds uprags }] ++
263                   catMaybes idxty_infos,
264                   catMaybes idxty_tycons)
265         }
266   where
267     checkValidOrMissingAT clas
268       = do { let classDefATs =  addListToNameSet emptyNameSet 
269                               . map tyConName 
270                               . classATs 
271                               $ clas
272                  definedATs =   addListToNameSet emptyNameSet 
273                               . map (tcdName . unLoc)
274                               $ ats
275                  omitted    = classDefATs   `minusNameSet` definedATs
276                  excess     = definedATs `minusNameSet` classDefATs
277            ; mapM_ (addErrTc . badATErr clas) (nameSetToList excess)
278            ; warn <- doptM Opt_WarnMissingMethods
279            ; mapM_ (warnTc warn . omittedATWarn) (nameSetToList omitted)
280            }
281 \end{code}
282
283
284 %************************************************************************
285 %*                                                                      *
286 \subsection{Type-checking instance declarations, pass 2}
287 %*                                                                      *
288 %************************************************************************
289
290 \begin{code}
291 tcInstDecls2 :: [LTyClDecl Name] -> [InstInfo] 
292              -> TcM (LHsBinds Id, TcLclEnv)
293 -- (a) From each class declaration, 
294 --      generate any default-method bindings
295 -- (b) From each instance decl
296 --      generate the dfun binding
297
298 tcInstDecls2 tycl_decls inst_decls
299   = do  {       -- (a) Default methods from class decls
300           (dm_binds_s, dm_ids_s) <- mapAndUnzipM tcClassDecl2 $
301                                     filter (isClassDecl.unLoc) tycl_decls
302         ; tcExtendIdEnv (concat dm_ids_s)       $ do 
303     
304                 -- (b) instance declarations
305         ; inst_binds_s <- mappM tcInstDecl2 inst_decls
306
307                 -- Done
308         ; let binds = unionManyBags dm_binds_s `unionBags` 
309                       unionManyBags inst_binds_s
310         ; tcl_env <- getLclEnv          -- Default method Ids in here
311         ; returnM (binds, tcl_env) }
312 \end{code}
313
314 ======= New documentation starts here (Sept 92)  ==============
315
316 The main purpose of @tcInstDecl2@ is to return a @HsBinds@ which defines
317 the dictionary function for this instance declaration.  For example
318 \begin{verbatim}
319         instance Foo a => Foo [a] where
320                 op1 x = ...
321                 op2 y = ...
322 \end{verbatim}
323 might generate something like
324 \begin{verbatim}
325         dfun.Foo.List dFoo_a = let op1 x = ...
326                                    op2 y = ...
327                                in
328                                    Dict [op1, op2]
329 \end{verbatim}
330
331 HOWEVER, if the instance decl has no context, then it returns a
332 bigger @HsBinds@ with declarations for each method.  For example
333 \begin{verbatim}
334         instance Foo [a] where
335                 op1 x = ...
336                 op2 y = ...
337 \end{verbatim}
338 might produce
339 \begin{verbatim}
340         dfun.Foo.List a = Dict [Foo.op1.List a, Foo.op2.List a]
341         const.Foo.op1.List a x = ...
342         const.Foo.op2.List a y = ...
343 \end{verbatim}
344 This group may be mutually recursive, because (for example) there may
345 be no method supplied for op2 in which case we'll get
346 \begin{verbatim}
347         const.Foo.op2.List a = default.Foo.op2 (dfun.Foo.List a)
348 \end{verbatim}
349 that is, the default method applied to the dictionary at this type.
350
351 What we actually produce in either case is:
352
353         AbsBinds [a] [dfun_theta_dicts]
354                  [(dfun.Foo.List, d)] ++ (maybe) [(const.Foo.op1.List, op1), ...]
355                  { d = (sd1,sd2, ..., op1, op2, ...)
356                    op1 = ...
357                    op2 = ...
358                  }
359
360 The "maybe" says that we only ask AbsBinds to make global constant methods
361 if the dfun_theta is empty.
362
363                 
364 For an instance declaration, say,
365
366         instance (C1 a, C2 b) => C (T a b) where
367                 ...
368
369 where the {\em immediate} superclasses of C are D1, D2, we build a dictionary
370 function whose type is
371
372         (C1 a, C2 b, D1 (T a b), D2 (T a b)) => C (T a b)
373
374 Notice that we pass it the superclass dictionaries at the instance type; this
375 is the ``Mark Jones optimisation''.  The stuff before the "=>" here
376 is the @dfun_theta@ below.
377
378 First comes the easy case of a non-local instance decl.
379
380
381 \begin{code}
382 tcInstDecl2 :: InstInfo -> TcM (LHsBinds Id)
383 -- Returns a binding for the dfun
384
385 ------------------------
386 -- Derived newtype instances
387 --
388 -- We need to make a copy of the dictionary we are deriving from
389 -- because we may need to change some of the superclass dictionaries
390 -- see Note [Newtype deriving superclasses] in TcDeriv.lhs
391 --
392 -- In the case of a newtype, things are rather easy
393 --      class Show a => Foo a b where ...
394 --      newtype T a = MkT (Tree [a]) deriving( Foo Int )
395 -- The newtype gives an FC axiom looking like
396 --      axiom CoT a ::  T a :=: Tree [a]
397 --
398 -- So all need is to generate a binding looking like
399 --      dfunFooT :: forall a. (Foo Int (Tree [a], Show (T a)) => Foo Int (T a)
400 --      dfunFooT = /\a. \(ds:Show (T a)) (df:Foo (Tree [a])).
401 --                case df `cast` (Foo Int (sym (CoT a))) of
402 --                   Foo _ op1 .. opn -> Foo ds op1 .. opn
403
404 tcInstDecl2 (InstInfo { iSpec = ispec, 
405                         iBinds = NewTypeDerived tycon rep_tys })
406   = do  { let dfun_id      = instanceDFunId ispec 
407               rigid_info   = InstSkol dfun_id
408               origin       = SigOrigin rigid_info
409               inst_ty      = idType dfun_id
410         ; inst_loc <- getInstLoc origin
411         ; (tvs, theta, inst_head) <- tcSkolSigType rigid_info inst_ty
412         ; dicts <- newDictBndrs inst_loc theta
413         ; uniqs <- newUniqueSupply
414         ; let (cls, cls_inst_tys) = tcSplitDFunHead inst_head
415         ; this_dict <- newDictBndr inst_loc (mkClassPred cls rep_tys)
416         ; let (rep_dict_id:sc_dict_ids)
417                  | null dicts = [instToId this_dict]
418                  | otherwise  = map instToId dicts
419
420                 -- (Here, we are relying on the order of dictionary 
421                 -- arguments built by NewTypeDerived in TcDeriv.)
422
423               wrap_fn = mkCoTyLams tvs <.> mkCoLams (rep_dict_id:sc_dict_ids)
424            
425                 -- we need to find the kind that this class applies to
426                 -- and drop trailing tvs appropriately
427               cls_kind = tyVarKind (head (reverse (tyConTyVars cls_tycon)))
428               the_tvs  = drop_tail (length (fst (splitFunTys cls_kind))) tvs
429
430               coerced_rep_dict = mkHsCoerce (co_fn the_tvs cls_tycon cls_inst_tys) (HsVar rep_dict_id)
431
432               body | null sc_dict_ids = coerced_rep_dict
433                    | otherwise = HsCase (noLoc coerced_rep_dict) $
434                                  MatchGroup [the_match] (mkFunTy in_dict_ty inst_head)
435               in_dict_ty = mkTyConApp cls_tycon cls_inst_tys
436
437               the_match = mkSimpleMatch [noLoc the_pat] the_rhs
438               the_rhs = mkHsConApp cls_data_con cls_inst_tys (map HsVar (sc_dict_ids ++ op_ids))
439
440               (uniqs1, uniqs2) = splitUniqSupply uniqs
441
442               op_ids = zipWith (mkSysLocal FSLIT("op"))
443                                       (uniqsFromSupply uniqs1) op_tys
444
445               dict_ids = zipWith (mkSysLocal FSLIT("dict"))
446                           (uniqsFromSupply uniqs2) (map idType sc_dict_ids)
447
448               the_pat = ConPatOut { pat_con = noLoc cls_data_con, pat_tvs = [],
449                                     pat_dicts = dict_ids,
450                                     pat_binds = emptyLHsBinds,
451                                     pat_args = PrefixCon (map nlVarPat op_ids),
452                                     pat_ty = in_dict_ty} 
453
454               cls_data_con = classDataCon cls
455               cls_tycon    = dataConTyCon cls_data_con
456               cls_arg_tys  = dataConInstArgTys cls_data_con cls_inst_tys 
457               
458               n_dict_args = if length dicts == 0 then 0 else length dicts - 1
459               op_tys = drop n_dict_args cls_arg_tys
460               
461               dict    = mkHsCoerce wrap_fn body
462         ; return (unitBag (noLoc $ VarBind dfun_id (noLoc dict))) }
463   where
464         -- For newtype T a = MkT <ty>
465         -- The returned coercion has kind :: C (T a):=:C <ty>
466     co_fn tvs cls_tycon cls_inst_tys | Just co_con <- newTyConCo tycon
467           = ExprCoFn (mkTyConApp cls_tycon (drop_tail 1 cls_inst_tys ++
468                       [mkSymCoercion (mkTyConApp co_con (map mkTyVarTy tvs))]))
469           | otherwise
470           = idCoercion
471     drop_tail n l = take (length l - n) l
472
473 ------------------------
474 -- Ordinary instances
475
476 tcInstDecl2 (InstInfo { iSpec = ispec, iBinds = VanillaInst monobinds uprags })
477   = let 
478         dfun_id    = instanceDFunId ispec
479         rigid_info = InstSkol dfun_id
480         inst_ty    = idType dfun_id
481     in
482          -- Prime error recovery
483     recoverM (returnM emptyLHsBinds)            $
484     setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc dfun_id)) $
485     addErrCtxt (instDeclCtxt2 (idType dfun_id)) $
486
487         -- Instantiate the instance decl with skolem constants 
488     tcSkolSigType rigid_info inst_ty    `thenM` \ (inst_tyvars', dfun_theta', inst_head') ->
489                 -- These inst_tyvars' scope over the 'where' part
490                 -- Those tyvars are inside the dfun_id's type, which is a bit
491                 -- bizarre, but OK so long as you realise it!
492     let
493         (clas, inst_tys') = tcSplitDFunHead inst_head'
494         (class_tyvars, sc_theta, _, op_items) = classBigSig clas
495
496         -- Instantiate the super-class context with inst_tys
497         sc_theta' = substTheta (zipOpenTvSubst class_tyvars inst_tys') sc_theta
498         origin    = SigOrigin rigid_info
499     in
500          -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
501     getInstLoc InstScOrigin                             `thenM` \ sc_loc -> 
502     newDictBndrs sc_loc sc_theta'                       `thenM` \ sc_dicts ->
503     getInstLoc origin                                   `thenM` \ inst_loc -> 
504     newDictBndrs inst_loc dfun_theta'                   `thenM` \ dfun_arg_dicts ->
505     newDictBndr inst_loc (mkClassPred clas inst_tys')   `thenM` \ this_dict ->
506                 -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs,
507                 -- but they'll already be in the environment.
508
509         -- Typecheck the methods
510     let         -- These insts are in scope; quite a few, eh?
511         avail_insts = [this_dict] ++ dfun_arg_dicts ++ sc_dicts
512     in
513     tcMethods origin clas inst_tyvars' 
514               dfun_theta' inst_tys' avail_insts 
515               op_items monobinds uprags         `thenM` \ (meth_ids, meth_binds) ->
516
517         -- Figure out bindings for the superclass context
518         -- Don't include this_dict in the 'givens', else
519         -- sc_dicts get bound by just selecting  from this_dict!!
520     addErrCtxt superClassCtxt
521         (tcSimplifySuperClasses inst_tyvars'
522                          dfun_arg_dicts
523                          sc_dicts)      `thenM` \ sc_binds ->
524
525         -- It's possible that the superclass stuff might unified one
526         -- of the inst_tyavars' with something in the envt
527     checkSigTyVars inst_tyvars'         `thenM_`
528
529         -- Deal with 'SPECIALISE instance' pragmas 
530     tcPrags dfun_id (filter isSpecInstLSig uprags)      `thenM` \ prags -> 
531     
532         -- Create the result bindings
533     let
534         dict_constr   = classDataCon clas
535         scs_and_meths = map instToId sc_dicts ++ meth_ids
536         this_dict_id  = instToId this_dict
537         inline_prag | null dfun_arg_dicts = []
538                     | otherwise = [InlinePrag (Inline AlwaysActive True)]
539                 -- Always inline the dfun; this is an experimental decision
540                 -- because it makes a big performance difference sometimes.
541                 -- Often it means we can do the method selection, and then
542                 -- inline the method as well.  Marcin's idea; see comments below.
543                 --
544                 -- BUT: don't inline it if it's a constant dictionary;
545                 -- we'll get all the benefit without inlining, and we get
546                 -- a **lot** of code duplication if we inline it
547                 --
548                 --      See Note [Inline dfuns] below
549
550         dict_rhs
551           = mkHsConApp dict_constr inst_tys' (map HsVar scs_and_meths)
552                 -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
553                 -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
554                 -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
555                 -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
556                 -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
557                 -- than needing to be repeated here.
558
559         dict_bind  = noLoc (VarBind this_dict_id dict_rhs)
560         all_binds  = dict_bind `consBag` (sc_binds `unionBags` meth_binds)
561
562         main_bind = noLoc $ AbsBinds
563                             inst_tyvars'
564                             (map instToId dfun_arg_dicts)
565                             [(inst_tyvars', dfun_id, this_dict_id, 
566                                             inline_prag ++ prags)] 
567                             all_binds
568     in
569     showLIE (text "instance")           `thenM_`
570     returnM (unitBag main_bind)
571
572
573 tcMethods origin clas inst_tyvars' dfun_theta' inst_tys' 
574           avail_insts op_items monobinds uprags
575   =     -- Check that all the method bindings come from this class
576     let
577         sel_names = [idName sel_id | (sel_id, _) <- op_items]
578         bad_bndrs = collectHsBindBinders monobinds `minusList` sel_names
579     in
580     mappM (addErrTc . badMethodErr clas) bad_bndrs      `thenM_`
581
582         -- Make the method bindings
583     let
584         mk_method_bind = mkMethodBind origin clas inst_tys' monobinds
585     in
586     mapAndUnzipM mk_method_bind op_items        `thenM` \ (meth_insts, meth_infos) ->
587
588         -- And type check them
589         -- It's really worth making meth_insts available to the tcMethodBind
590         -- Consider     instance Monad (ST s) where
591         --                {-# INLINE (>>) #-}
592         --                (>>) = ...(>>=)...
593         -- If we don't include meth_insts, we end up with bindings like this:
594         --      rec { dict = MkD then bind ...
595         --            then = inline_me (... (GHC.Base.>>= dict) ...)
596         --            bind = ... }
597         -- The trouble is that (a) 'then' and 'dict' are mutually recursive, 
598         -- and (b) the inline_me prevents us inlining the >>= selector, which
599         -- would unravel the loop.  Result: (>>) ends up as a loop breaker, and
600         -- is not inlined across modules. Rather ironic since this does not
601         -- happen without the INLINE pragma!  
602         --
603         -- Solution: make meth_insts available, so that 'then' refers directly
604         --           to the local 'bind' rather than going via the dictionary.
605         --
606         -- BUT WATCH OUT!  If the method type mentions the class variable, then
607         -- this optimisation is not right.  Consider
608         --      class C a where
609         --        op :: Eq a => a
610         --
611         --      instance C Int where
612         --        op = op
613         -- The occurrence of 'op' on the rhs gives rise to a constraint
614         --      op at Int
615         -- The trouble is that the 'meth_inst' for op, which is 'available', also
616         -- looks like 'op at Int'.  But they are not the same.
617     let
618         prag_fn        = mkPragFun uprags
619         all_insts      = avail_insts ++ catMaybes meth_insts
620         sig_fn n       = Just []        -- No scoped type variables, but every method has
621                                         -- a type signature, in effect, so that we check
622                                         -- the method has the right type
623         tc_method_bind = tcMethodBind inst_tyvars' dfun_theta' all_insts sig_fn prag_fn
624         meth_ids       = [meth_id | (_,meth_id,_) <- meth_infos]
625     in
626
627     mapM tc_method_bind meth_infos              `thenM` \ meth_binds_s ->
628    
629     returnM (meth_ids, unionManyBags meth_binds_s)
630 \end{code}
631
632
633                 ------------------------------
634         [Inline dfuns] Inlining dfuns unconditionally
635                 ------------------------------
636
637 The code above unconditionally inlines dict funs.  Here's why.
638 Consider this program:
639
640     test :: Int -> Int -> Bool
641     test x y = (x,y) == (y,x) || test y x
642     -- Recursive to avoid making it inline.
643
644 This needs the (Eq (Int,Int)) instance.  If we inline that dfun
645 the code we end up with is good:
646
647     Test.$wtest =
648         \r -> case ==# [ww ww1] of wild {
649                 PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
650                 PrelBase.True ->
651                   case ==# [ww1 ww] of wild1 {
652                     PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
653                     PrelBase.True -> PrelBase.True [];
654                   };
655             };
656     Test.test = \r [w w1]
657             case w of w2 {
658               PrelBase.I# ww ->
659                   case w1 of w3 { PrelBase.I# ww1 -> Test.$wtest ww ww1; };
660             };
661
662 If we don't inline the dfun, the code is not nearly as good:
663
664     (==) = case PrelTup.$fEq(,) PrelBase.$fEqInt PrelBase.$fEqInt of tpl {
665               PrelBase.:DEq tpl1 tpl2 -> tpl2;
666             };
667     
668     Test.$wtest =
669         \r [ww ww1]
670             let { y = PrelBase.I#! [ww1]; } in
671             let { x = PrelBase.I#! [ww]; } in
672             let { sat_slx = PrelTup.(,)! [y x]; } in
673             let { sat_sly = PrelTup.(,)! [x y];
674             } in
675               case == sat_sly sat_slx of wild {
676                 PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
677                 PrelBase.True -> PrelBase.True [];
678               };
679     
680     Test.test =
681         \r [w w1]
682             case w of w2 {
683               PrelBase.I# ww ->
684                   case w1 of w3 { PrelBase.I# ww1 -> Test.$wtest ww ww1; };
685             };
686
687 Why doesn't GHC inline $fEq?  Because it looks big:
688
689     PrelTup.zdfEqZ1T{-rcX-}
690         = \ @ a{-reT-} :: * @ b{-reS-} :: *
691             zddEq{-rf6-} _Ks :: {PrelBase.Eq{-23-} a{-reT-}}
692             zddEq1{-rf7-} _Ks :: {PrelBase.Eq{-23-} b{-reS-}} ->
693             let {
694               zeze{-rf0-} _Kl :: (b{-reS-} -> b{-reS-} -> PrelBase.Bool{-3c-})
695               zeze{-rf0-} = PrelBase.zeze{-01L-}@ b{-reS-} zddEq1{-rf7-} } in
696             let {
697               zeze1{-rf3-} _Kl :: (a{-reT-} -> a{-reT-} -> PrelBase.Bool{-3c-})
698               zeze1{-rf3-} = PrelBase.zeze{-01L-} @ a{-reT-} zddEq{-rf6-} } in
699             let {
700               zeze2{-reN-} :: ((a{-reT-}, b{-reS-}) -> (a{-reT-}, b{-reS-})-> PrelBase.Bool{-3c-})
701               zeze2{-reN-} = \ ds{-rf5-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-})
702                                ds1{-rf4-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-}) ->
703                              case ds{-rf5-}
704                              of wild{-reW-} _Kd { (a1{-rf2-} _Ks, a2{-reZ-} _Ks) ->
705                              case ds1{-rf4-}
706                              of wild1{-reX-} _Kd { (b1{-rf1-} _Ks, b2{-reY-} _Ks) ->
707                              PrelBase.zaza{-r4e-}
708                                (zeze1{-rf3-} a1{-rf2-} b1{-rf1-})
709                                (zeze{-rf0-} a2{-reZ-} b2{-reY-})
710                              }
711                              } } in     
712             let {
713               a1{-reR-} :: ((a{-reT-}, b{-reS-})-> (a{-reT-}, b{-reS-})-> PrelBase.Bool{-3c-})
714               a1{-reR-} = \ a2{-reV-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-})
715                             b1{-reU-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-}) ->
716                           PrelBase.not{-r6I-} (zeze2{-reN-} a2{-reV-} b1{-reU-})
717             } in
718               PrelBase.zdwZCDEq{-r8J-} @ (a{-reT-}, b{-reS-}) a1{-reR-} zeze2{-reN-})
719
720 and it's not as bad as it seems, because it's further dramatically
721 simplified: only zeze2 is extracted and its body is simplified.
722
723
724 %************************************************************************
725 %*                                                                      *
726 \subsection{Error messages}
727 %*                                                                      *
728 %************************************************************************
729
730 \begin{code}
731 instDeclCtxt1 hs_inst_ty 
732   = inst_decl_ctxt (case unLoc hs_inst_ty of
733                         HsForAllTy _ _ _ (L _ (HsPredTy pred)) -> ppr pred
734                         HsPredTy pred                    -> ppr pred
735                         other                            -> ppr hs_inst_ty)     -- Don't expect this
736 instDeclCtxt2 dfun_ty
737   = inst_decl_ctxt (ppr (mkClassPred cls tys))
738   where
739     (_,_,cls,tys) = tcSplitDFunTy dfun_ty
740
741 inst_decl_ctxt doc = ptext SLIT("In the instance declaration for") <+> quotes doc
742
743 superClassCtxt = ptext SLIT("When checking the super-classes of an instance declaration")
744 \end{code}