6788eee018ee58f40da5cb97e70ab21790ef0d4c
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996-1998
4 %
5
6 TcTyClsDecls: Typecheck type and class declarations
7
8 \begin{code}
9 module TcTyClsDecls (
10         tcTyAndClassDecls, tcFamInstDecl
11     ) where
12
13 #include "HsVersions.h"
14
15 import HsSyn
16 import HsTypes
17 import BasicTypes
18 import HscTypes
19 import BuildTyCl
20 import TcRnMonad
21 import TcEnv
22 import TcTyDecls
23 import TcClassDcl
24 import TcHsType
25 import TcMType
26 import TcType
27 import FunDeps
28 import Type
29 import Generics
30 import Class
31 import TyCon
32 import DataCon
33 import Var
34 import VarSet
35 import Name
36 import OccName
37 import Outputable
38 import Maybes
39 import Monad
40 import Unify
41 import Util
42 import SrcLoc
43 import ListSetOps
44 import Digraph
45 import DynFlags
46
47 import Data.List        ( partition, elemIndex )
48 import Control.Monad    ( mplus )
49 \end{code}
50
51
52 %************************************************************************
53 %*                                                                      *
54 \subsection{Type checking for type and class declarations}
55 %*                                                                      *
56 %************************************************************************
57
58 Dealing with a group
59 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
60 Consider a mutually-recursive group, binding 
61 a type constructor T and a class C.
62
63 Step 1:         getInitialKind
64         Construct a KindEnv by binding T and C to a kind variable 
65
66 Step 2:         kcTyClDecl
67         In that environment, do a kind check
68
69 Step 3: Zonk the kinds
70
71 Step 4:         buildTyConOrClass
72         Construct an environment binding T to a TyCon and C to a Class.
73         a) Their kinds comes from zonking the relevant kind variable
74         b) Their arity (for synonyms) comes direct from the decl
75         c) The funcional dependencies come from the decl
76         d) The rest comes a knot-tied binding of T and C, returned from Step 4
77         e) The variances of the tycons in the group is calculated from 
78                 the knot-tied stuff
79
80 Step 5:         tcTyClDecl1
81         In this environment, walk over the decls, constructing the TyCons and Classes.
82         This uses in a strict way items (a)-(c) above, which is why they must
83         be constructed in Step 4. Feed the results back to Step 4.
84         For this step, pass the is-recursive flag as the wimp-out flag
85         to tcTyClDecl1.
86         
87
88 Step 6:         Extend environment
89         We extend the type environment with bindings not only for the TyCons and Classes,
90         but also for their "implicit Ids" like data constructors and class selectors
91
92 Step 7:         checkValidTyCl
93         For a recursive group only, check all the decls again, just
94         to check all the side conditions on validity.  We could not
95         do this before because we were in a mutually recursive knot.
96
97 Identification of recursive TyCons
98 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
99 The knot-tying parameters: @rec_details_list@ is an alist mapping @Name@s to
100 @TyThing@s.
101
102 Identifying a TyCon as recursive serves two purposes
103
104 1.  Avoid infinite types.  Non-recursive newtypes are treated as
105 "transparent", like type synonyms, after the type checker.  If we did
106 this for all newtypes, we'd get infinite types.  So we figure out for
107 each newtype whether it is "recursive", and add a coercion if so.  In
108 effect, we are trying to "cut the loops" by identifying a loop-breaker.
109
110 2.  Avoid infinite unboxing.  This is nothing to do with newtypes.
111 Suppose we have
112         data T = MkT Int T
113         f (MkT x t) = f t
114 Well, this function diverges, but we don't want the strictness analyser
115 to diverge.  But the strictness analyser will diverge because it looks
116 deeper and deeper into the structure of T.   (I believe there are
117 examples where the function does something sane, and the strictness
118 analyser still diverges, but I can't see one now.)
119
120 Now, concerning (1), the FC2 branch currently adds a coercion for ALL
121 newtypes.  I did this as an experiment, to try to expose cases in which
122 the coercions got in the way of optimisations.  If it turns out that we
123 can indeed always use a coercion, then we don't risk recursive types,
124 and don't need to figure out what the loop breakers are.
125
126 For newtype *families* though, we will always have a coercion, so they
127 are always loop breakers!  So you can easily adjust the current
128 algorithm by simply treating all newtype families as loop breakers (and
129 indeed type families).  I think.
130
131 \begin{code}
132 tcTyAndClassDecls :: ModDetails -> [LTyClDecl Name]
133                    -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
134                                         -- and their implicit Ids,DataCons
135 tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
136   = do  {       -- Omit instances of indexed types; they are handled together
137                 -- with the *heads* of class instances
138         ; let decls = filter (not . isFamInstDecl . unLoc) allDecls
139
140                 -- First check for cyclic type synonysm or classes
141                 -- See notes with checkCycleErrs
142         ; checkCycleErrs decls
143         ; mod <- getModule
144         ; traceTc (text "tcTyAndCl" <+> ppr mod)
145         ; (syn_tycons, alg_tyclss) <- fixM (\ ~(rec_syn_tycons, rec_alg_tyclss) ->
146           do    { let { -- Seperate ordinary synonyms from all other type and
147                         -- class declarations and add all associated type
148                         -- declarations from type classes.  The latter is
149                         -- required so that the temporary environment for the
150                         -- knot includes all associated family declarations.
151                       ; (syn_decls, alg_decls) = partition (isSynDecl . unLoc)
152                                                    decls
153                       ; alg_at_decls           = concatMap addATs alg_decls
154                       }
155                         -- Extend the global env with the knot-tied results
156                         -- for data types and classes
157                         -- 
158                         -- We must populate the environment with the loop-tied
159                         -- T's right away, because the kind checker may "fault
160                         -- in" some type  constructors that recursively
161                         -- mention T
162                 ; let gbl_things = mkGlobalThings alg_at_decls rec_alg_tyclss
163                 ; tcExtendRecEnv gbl_things $ do
164
165                         -- Kind-check the declarations
166                 { (kc_syn_decls, kc_alg_decls) <- kcTyClDecls syn_decls alg_decls
167
168                 ; let { -- Calculate rec-flag
169                       ; calc_rec  = calcRecFlags boot_details rec_alg_tyclss
170                       ; tc_decl   = addLocM (tcTyClDecl calc_rec) }
171
172                         -- Type-check the type synonyms, and extend the envt
173                 ; syn_tycons <- tcSynDecls kc_syn_decls
174                 ; tcExtendGlobalEnv syn_tycons $ do
175
176                         -- Type-check the data types and classes
177                 { alg_tyclss <- mappM tc_decl kc_alg_decls
178                 ; return (syn_tycons, concat alg_tyclss)
179             }}})
180         -- Finished with knot-tying now
181         -- Extend the environment with the finished things
182         ; tcExtendGlobalEnv (syn_tycons ++ alg_tyclss) $ do
183
184         -- Perform the validity check
185         { traceTc (text "ready for validity check")
186         ; mappM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
187         ; traceTc (text "done")
188    
189         -- Add the implicit things;
190         -- we want them in the environment because 
191         -- they may be mentioned in interface files
192         -- NB: All associated types and their implicit things will be added a
193         --     second time here.  This doesn't matter as the definitions are
194         --     the same.
195         ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings alg_tyclss }
196         ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr alg_tyclss) 
197                    $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
198         ; tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
199     }}
200   where
201     -- Pull associated types out of class declarations, to tie them into the
202     -- knot above.  
203     -- NB: We put them in the same place in the list as `tcTyClDecl' will
204     --     eventually put the matching `TyThing's.  That's crucial; otherwise,
205     --     the two argument lists of `mkGlobalThings' don't match up.
206     addATs decl@(L _ (ClassDecl {tcdATs = ats})) = decl : ats
207     addATs decl                                  = [decl]
208
209 mkGlobalThings :: [LTyClDecl Name]      -- The decls
210                -> [TyThing]             -- Knot-tied, in 1-1 correspondence with the decls
211                -> [(Name,TyThing)]
212 -- Driven by the Decls, and treating the TyThings lazily
213 -- make a TypeEnv for the new things
214 mkGlobalThings decls things
215   = map mk_thing (decls `zipLazy` things)
216   where
217     mk_thing (L _ (ClassDecl {tcdLName = L _ name}), ~(AClass cl))
218          = (name, AClass cl)
219     mk_thing (L _ decl, ~(ATyCon tc))
220          = (tcdName decl, ATyCon tc)
221 \end{code}
222
223
224 %************************************************************************
225 %*                                                                      *
226 \subsection{Type checking family instances}
227 %*                                                                      *
228 %************************************************************************
229
230 Family instances are somewhat of a hybrid.  They are processed together with
231 class instance heads, but can contain data constructors and hence they share a
232 lot of kinding and type checking code with ordinary algebraic data types (and
233 GADTs).
234
235 \begin{code}
236 tcFamInstDecl :: LTyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
237 tcFamInstDecl (L loc decl)
238   =     -- Prime error recovery, set source location
239     recoverM (returnM Nothing)                  $
240     setSrcSpan loc                              $
241     tcAddDeclCtxt decl                          $
242     do { -- type families require -findexed-types and can't be in an
243          -- hs-boot file
244        ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
245        ; is_boot  <- tcIsHsBoot   -- Are we compiling an hs-boot file?
246        ; checkTc gla_exts      $ badFamInstDecl (tcdLName decl)
247        ; checkTc (not is_boot) $ badBootFamInstDeclErr
248
249          -- perform kind and type checking
250        ; tcFamInstDecl1 decl
251        }
252
253 tcFamInstDecl1 :: TyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
254
255 tcFamInstDecl1 (decl@TySynonym {})
256   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
257     do { -- check that the family declaration is for a synonym
258          unless (isSynTyCon family) $
259            addErr (wrongKindOfFamily family)
260
261        ; -- (1) kind check the right hand side of the type equation
262        ; k_rhs <- kcCheckHsType (tcdSynRhs decl) resKind
263
264          -- (2) type check type equation
265        ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
266        ; t_typats <- mappM tcHsKindedType k_typats
267        ; t_rhs    <- tcHsKindedType k_rhs
268
269          -- !!!of the form: forall t_tvs. (tcdLName decl) t_typats = t_rhs
270        ; return Nothing     -- !!!TODO: need TyThing for indexed synonym
271        }}
272       
273 tcFamInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
274                              tcdCons = cons})
275   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
276     do { -- check that the family declaration is for the right kind
277          unless (new_or_data == NewType  && isNewTyCon  family ||
278                  new_or_data == DataType && isDataTyCon family) $
279            addErr (wrongKindOfFamily family)
280
281        ; -- (1) kind check the data declaration as usual
282        ; k_decl <- kcDataDecl decl k_tvs
283        ; let k_ctxt = tcdCtxt k_decl
284              k_cons = tcdCons k_decl
285
286          -- result kind must be '*' (otherwise, we have too few patterns)
287        ; checkTc (isLiftedTypeKind resKind) $ tooFewParmsErr tc_name
288
289          -- (2) type check indexed data type declaration
290        ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
291        ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
292
293          -- Check that we don't use GADT syntax for indexed types
294        ; checkTc h98_syntax (badGadtIdxTyDecl tc_name)
295
296          -- Check that a newtype has exactly one constructor
297        ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton k_cons) $
298            newtypeConError tc_name (length k_cons)
299
300        ; t_typats     <- mappM tcHsKindedType k_typats
301        ; stupid_theta <- tcHsKindedContext k_ctxt
302
303        ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name (srcSpanStart loc)
304        ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
305              { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
306                                               tycon t_tvs))
307                                   k_cons
308              ; tc_rhs <-
309                  case new_or_data of
310                    DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
311                    NewType  -> ASSERT( isSingleton data_cons )
312                                mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
313              ; buildAlgTyCon rep_tc_name t_tvs stupid_theta tc_rhs Recursive
314                              False h98_syntax (Just (family, t_typats))
315                  -- We always assume that indexed types are recursive.  Why?
316                  -- (1) Due to their open nature, we can never be sure that a
317                  -- further instance might not introduce a new recursive
318                  -- dependency.  (2) They are always valid loop breakers as
319                  -- they involve a coercion.
320              })
321
322          -- construct result
323        ; return $ Just (ATyCon tycon)
324        }}
325        where
326          h98_syntax = case cons of      -- All constructors have same shape
327                         L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
328                         other -> True
329
330 -- Kind checking of indexed types
331 -- -
332
333 -- Kind check type patterns and kind annotate the embedded type variables.
334 --
335 -- * Here we check that a type instance matches its kind signature, but we do
336 --   not check whether there is a pattern for each type index; the latter
337 --   check is only required for type functions.
338 --
339 kcIdxTyPats :: TyClDecl Name
340             -> ([LHsTyVarBndr Name] -> [LHsType Name] -> Kind -> TyCon -> TcM a)
341                -- ^^kinded tvs         ^^kinded ty pats  ^^res kind
342             -> TcM a
343 kcIdxTyPats decl thing_inside
344   = kcHsTyVars (tcdTyVars decl) $ \tvs -> 
345     do { family <- tcLookupLocatedTyCon (tcdLName decl)
346        ; let { (kinds, resKind) = splitKindFunTys (tyConKind family)
347              ; hs_typats        = fromJust $ tcdTyPats decl }
348
349          -- we may not have more parameters than the kind indicates
350        ; checkTc (length kinds >= length hs_typats) $
351            tooManyParmsErr (tcdLName decl)
352
353          -- type functions can have a higher-kinded result
354        ; let resultKind = mkArrowKinds (drop (length hs_typats) kinds) resKind
355        ; typats <- TcRnMonad.zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
356        ; thing_inside tvs typats resultKind family
357        }
358   where
359 \end{code}
360
361
362 %************************************************************************
363 %*                                                                      *
364                 Kind checking
365 %*                                                                      *
366 %************************************************************************
367
368 We need to kind check all types in the mutually recursive group
369 before we know the kind of the type variables.  For example:
370
371 class C a where
372    op :: D b => a -> b -> b
373
374 class D c where
375    bop :: (Monad c) => ...
376
377 Here, the kind of the locally-polymorphic type variable "b"
378 depends on *all the uses of class D*.  For example, the use of
379 Monad c in bop's type signature means that D must have kind Type->Type.
380
381 However type synonyms work differently.  They can have kinds which don't
382 just involve (->) and *:
383         type R = Int#           -- Kind #
384         type S a = Array# a     -- Kind * -> #
385         type T a b = (# a,b #)  -- Kind * -> * -> (# a,b #)
386 So we must infer their kinds from their right-hand sides *first* and then
387 use them, whereas for the mutually recursive data types D we bring into
388 scope kind bindings D -> k, where k is a kind variable, and do inference.
389
390 Indexed Types
391 ~~~~~~~~~~~~~
392 This treatment of type synonyms only applies to Haskell 98-style synonyms.
393 General type functions can be recursive, and hence, appear in `alg_decls'.
394
395 The kind of a type family is solely determinded by its kind signature;
396 hence, only kind signatures participate in the construction of the initial
397 kind environment (as constructed by `getInitialKind').  In fact, we ignore
398 instances of families altogether in the following.  However, we need to
399 include the kinds of associated families into the construction of the
400 initial kind environment.  (This is handled by `allDecls').
401
402 \begin{code}
403 kcTyClDecls syn_decls alg_decls
404   = do  {       -- First extend the kind env with each data type, class, and
405                 -- indexed type, mapping them to a type variable
406           let initialKindDecls = concat [allDecls decl | L _ decl <- alg_decls]
407         ; alg_kinds <- mappM getInitialKind initialKindDecls
408         ; tcExtendKindEnv alg_kinds $ do
409
410                 -- Now kind-check the type synonyms, in dependency order
411                 -- We do these differently to data type and classes,
412                 -- because a type synonym can be an unboxed type
413                 --      type Foo = Int#
414                 -- and a kind variable can't unify with UnboxedTypeKind
415                 -- So we infer their kinds in dependency order
416         { (kc_syn_decls, syn_kinds) <- kcSynDecls (calcSynCycles syn_decls)
417         ; tcExtendKindEnv syn_kinds $  do
418
419                 -- Now kind-check the data type, class, and kind signatures,
420                 -- returning kind-annotated decls; we don't kind-check
421                 -- instances of indexed types yet, but leave this to
422                 -- `tcInstDecls1'
423         { kc_alg_decls <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) 
424                             (filter (not . isFamInstDecl . unLoc) alg_decls)
425
426         ; return (kc_syn_decls, kc_alg_decls) }}}
427   where
428     -- get all declarations relevant for determining the initial kind
429     -- environment
430     allDecls (decl@ClassDecl {tcdATs = ats}) = decl : [ at 
431                                                       | L _ at <- ats
432                                                       , isFamilyDecl at]
433     allDecls decl | isFamInstDecl decl = []
434                   | otherwise          = [decl]
435
436 ------------------------------------------------------------------------
437 getInitialKind :: TyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
438 -- Only for data type, class, and indexed type declarations
439 -- Get as much info as possible from the data, class, or indexed type decl,
440 -- so as to maximise usefulness of error messages
441 getInitialKind decl
442   = do  { arg_kinds <- mapM (mk_arg_kind . unLoc) (tyClDeclTyVars decl)
443         ; res_kind  <- mk_res_kind decl
444         ; return (tcdName decl, mkArrowKinds arg_kinds res_kind) }
445   where
446     mk_arg_kind (UserTyVar _)        = newKindVar
447     mk_arg_kind (KindedTyVar _ kind) = return kind
448
449     mk_res_kind (TyFamily { tcdKind    = Just kind }) = return kind
450     mk_res_kind (TyData   { tcdKindSig = Just kind }) = return kind
451         -- On GADT-style declarations we allow a kind signature
452         --      data T :: *->* where { ... }
453     mk_res_kind other = return liftedTypeKind
454
455
456 ----------------
457 kcSynDecls :: [SCC (LTyClDecl Name)] 
458            -> TcM ([LTyClDecl Name],    -- Kind-annotated decls
459                    [(Name,TcKind)])     -- Kind bindings
460 kcSynDecls []
461   = return ([], [])
462 kcSynDecls (group : groups)
463   = do  { (decl,  nk)  <- kcSynDecl group
464         ; (decls, nks) <- tcExtendKindEnv [nk] (kcSynDecls groups)
465         ; return (decl:decls, nk:nks) }
466                         
467 ----------------
468 kcSynDecl :: SCC (LTyClDecl Name) 
469            -> TcM (LTyClDecl Name,      -- Kind-annotated decls
470                    (Name,TcKind))       -- Kind bindings
471 kcSynDecl (AcyclicSCC ldecl@(L loc decl))
472   = tcAddDeclCtxt decl  $
473     kcHsTyVars (tcdTyVars decl) (\ k_tvs ->
474     do { traceTc (text "kcd1" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)) <+> brackets (ppr (tcdTyVars decl)) 
475                         <+> brackets (ppr k_tvs))
476        ; (k_rhs, rhs_kind) <- kcHsType (tcdSynRhs decl)
477        ; traceTc (text "kcd2" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)))
478        ; let tc_kind = foldr (mkArrowKind . kindedTyVarKind) rhs_kind k_tvs
479        ; return (L loc (decl { tcdTyVars = k_tvs, tcdSynRhs = k_rhs }),
480                  (unLoc (tcdLName decl), tc_kind)) })
481
482 kcSynDecl (CyclicSCC decls)
483   = do { recSynErr decls; failM }       -- Fail here to avoid error cascade
484                                         -- of out-of-scope tycons
485
486 kindedTyVarKind (L _ (KindedTyVar _ k)) = k
487
488 ------------------------------------------------------------------------
489 kcTyClDecl :: TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
490         -- Not used for type synonyms (see kcSynDecl)
491
492 kcTyClDecl decl@(TyData {})
493   = ASSERT( not . isFamInstDecl $ decl )   -- must not be a family instance
494     kcTyClDeclBody decl $
495       kcDataDecl decl
496
497 kcTyClDecl decl@(TyFamily {tcdKind = kind})
498   = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
499       return (decl {tcdTyVars = tvs', 
500                     tcdKind = kind `mplus` Just liftedTypeKind})
501                     -- default result kind is '*'
502
503 kcTyClDecl decl@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats})
504   = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
505     do  { is_boot <- tcIsHsBoot
506         ; ctxt' <- kcHsContext ctxt     
507         ; ats'  <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) ats
508         ; sigs' <- mappM (wrapLocM kc_sig    ) sigs
509         ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = sigs',
510                         tcdATs = ats'}) }
511   where
512     kc_sig (TypeSig nm op_ty) = do { op_ty' <- kcHsLiftedSigType op_ty
513                                    ; return (TypeSig nm op_ty') }
514     kc_sig other_sig          = return other_sig
515
516 kcTyClDecl decl@(ForeignType {})
517   = return decl
518
519 kcTyClDeclBody :: TyClDecl Name
520                -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM a)
521                -> TcM a
522 -- getInitialKind has made a suitably-shaped kind for the type or class
523 -- Unpack it, and attribute those kinds to the type variables
524 -- Extend the env with bindings for the tyvars, taken from
525 -- the kind of the tycon/class.  Give it to the thing inside, and 
526 -- check the result kind matches
527 kcTyClDeclBody decl thing_inside
528   = tcAddDeclCtxt decl          $
529     do  { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName decl)
530         ; let tc_kind    = case tc_ty_thing of { AThing k -> k }
531               (kinds, _) = splitKindFunTys tc_kind
532               hs_tvs     = tcdTyVars decl
533               kinded_tvs = ASSERT( length kinds >= length hs_tvs )
534                            [ L loc (KindedTyVar (hsTyVarName tv) k)
535                            | (L loc tv, k) <- zip hs_tvs kinds]
536         ; tcExtendKindEnvTvs kinded_tvs (thing_inside kinded_tvs) }
537
538 -- Kind check a data declaration, assuming that we already extended the
539 -- kind environment with the type variables of the left-hand side (these
540 -- kinded type variables are also passed as the second parameter).
541 --
542 kcDataDecl :: TyClDecl Name -> [LHsTyVarBndr Name] -> TcM (TyClDecl Name)
543 kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
544            tvs
545   = do  { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
546         ; cons' <- mappM (wrapLocM kc_con_decl) cons
547         ; return (decl {tcdTyVars = tvs, tcdCtxt = ctxt', tcdCons = cons'}) }
548   where
549     -- doc comments are typechecked to Nothing here
550     kc_con_decl (ConDecl name expl ex_tvs ex_ctxt details res _) = do
551       kcHsTyVars ex_tvs $ \ex_tvs' -> do
552         ex_ctxt' <- kcHsContext ex_ctxt
553         details' <- kc_con_details details 
554         res'     <- case res of
555           ResTyH98 -> return ResTyH98
556           ResTyGADT ty -> do { ty' <- kcHsSigType ty; return (ResTyGADT ty') }
557         return (ConDecl name expl ex_tvs' ex_ctxt' details' res' Nothing)
558
559     kc_con_details (PrefixCon btys) 
560         = do { btys' <- mappM kc_larg_ty btys ; return (PrefixCon btys') }
561     kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) 
562         = do { bty1' <- kc_larg_ty bty1; bty2' <- kc_larg_ty bty2; return (InfixCon bty1' bty2') }
563     kc_con_details (RecCon fields) 
564         = do { fields' <- mappM kc_field fields; return (RecCon fields') }
565
566     kc_field (HsRecField fld bty d) = do { bty' <- kc_larg_ty bty ; return (HsRecField fld bty' d) }
567
568     kc_larg_ty bty = case new_or_data of
569                         DataType -> kcHsSigType bty
570                         NewType  -> kcHsLiftedSigType bty
571         -- Can't allow an unlifted type for newtypes, because we're effectively
572         -- going to remove the constructor while coercing it to a lifted type.
573         -- And newtypes can't be bang'd
574 \end{code}
575
576
577 %************************************************************************
578 %*                                                                      *
579 \subsection{Type checking}
580 %*                                                                      *
581 %************************************************************************
582
583 \begin{code}
584 tcSynDecls :: [LTyClDecl Name] -> TcM [TyThing]
585 tcSynDecls [] = return []
586 tcSynDecls (decl : decls) 
587   = do { syn_tc <- addLocM tcSynDecl decl
588        ; syn_tcs <- tcExtendGlobalEnv [syn_tc] (tcSynDecls decls)
589        ; return (syn_tc : syn_tcs) }
590
591 tcSynDecl
592   (TySynonym {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdSynRhs = rhs_ty})
593   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
594     { traceTc (text "tcd1" <+> ppr tc_name) 
595     ; rhs_ty' <- tcHsKindedType rhs_ty
596     ; return (ATyCon (buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty'))) }
597
598 --------------------
599 tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
600
601 tcTyClDecl calc_isrec decl
602   = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_isrec decl)
603
604   -- "type family" declarations
605 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
606   (TyFamily {tcdFlavour = TypeFamily, 
607              tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = Just kind})
608                                                       -- NB: kind at latest
609                                                       --     added during
610                                                       --     kind checking
611   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
612   { traceTc (text "type family: " <+> ppr tc_name) 
613   ; idx_tys <- doptM Opt_IndexedTypes
614
615         -- Check that we don't use families without -findexed-types
616   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
617
618   ; return [ATyCon $ buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind Nothing)]
619   }
620
621   -- "newtype family" or "data family" declaration
622 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
623   (TyFamily {tcdFlavour = DataFamily new_or_data, 
624              tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = mb_kind})
625   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
626   { traceTc (text "data/newtype family: " <+> ppr tc_name) 
627   ; extra_tvs <- tcDataKindSig mb_kind
628   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs    -- we may not need these
629
630   ; idx_tys <- doptM Opt_IndexedTypes
631
632         -- Check that we don't use families without -findexed-types
633   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
634
635   ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
636                (case new_or_data of
637                   DataType -> mkOpenDataTyConRhs
638                   NewType  -> mkOpenNewTyConRhs)
639                Recursive False True Nothing
640   ; return [ATyCon tycon]
641   }
642
643   -- "newtype", "data", "newtype instance", "data instance"
644 tcTyClDecl1 calc_isrec
645   (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
646            tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = mb_ksig, tcdCons = cons})
647   = tcTyVarBndrs tvs    $ \ tvs' -> do 
648   { extra_tvs <- tcDataKindSig mb_ksig
649   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs
650   ; stupid_theta <- tcHsKindedContext ctxt
651   ; want_generic <- doptM Opt_Generics
652   ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
653   ; gla_exts     <- doptM Opt_GlasgowExts
654   ; is_boot      <- tcIsHsBoot  -- Are we compiling an hs-boot file?
655
656         -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
657   ; checkTc (gla_exts || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
658
659         -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
660   ; checkTc (gla_exts || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
661
662         -- Check that the stupid theta is empty for a GADT-style declaration
663   ; checkTc (null stupid_theta || h98_syntax) (badStupidTheta tc_name)
664
665         -- Check that there's at least one condecl,
666         -- or else we're reading an hs-boot file, or -fglasgow-exts
667   ; checkTc (not (null cons) || gla_exts || is_boot)
668             (emptyConDeclsErr tc_name)
669     
670         -- Check that a newtype has exactly one constructor
671   ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton cons) 
672             (newtypeConError tc_name (length cons))
673
674   ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
675         { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
676                                                  tycon final_tvs)) 
677                              cons
678         ; tc_rhs <-
679             if null cons && is_boot     -- In a hs-boot file, empty cons means
680             then return AbstractTyCon   -- "don't know"; hence Abstract
681             else case new_or_data of
682                    DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
683                    NewType  -> 
684                        ASSERT( isSingleton data_cons )
685                        mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
686         ; buildAlgTyCon tc_name final_tvs stupid_theta tc_rhs is_rec
687             (want_generic && canDoGenerics data_cons) h98_syntax Nothing
688         })
689   ; return [ATyCon tycon]
690   }
691   where
692     is_rec   = calc_isrec tc_name
693     h98_syntax = case cons of   -- All constructors have same shape
694                         L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
695                         other -> True
696
697 tcTyClDecl1 calc_isrec 
698   (ClassDecl {tcdLName = L _ class_name, tcdTyVars = tvs, 
699               tcdCtxt = ctxt, tcdMeths = meths,
700               tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats} )
701   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
702   { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
703   ; fds' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
704   ; atss <- mappM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
705   ; let ats' = zipWith setTyThingPoss atss (map (tcdTyVars . unLoc) ats)
706   ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
707   ; clas <- fixM (\ clas ->
708                 let     -- This little knot is just so we can get
709                         -- hold of the name of the class TyCon, which we
710                         -- need to look up its recursiveness
711                     tycon_name = tyConName (classTyCon clas)
712                     tc_isrec = calc_isrec tycon_name
713                 in
714                 buildClass class_name tvs' ctxt' fds' ats'
715                            sig_stuff tc_isrec)
716   ; return (AClass clas : ats')
717       -- NB: Order is important due to the call to `mkGlobalThings' when
718       --     tying the the type and class declaration type checking knot.
719   }
720   where
721     tc_fundep (tvs1, tvs2) = do { tvs1' <- mappM tcLookupTyVar tvs1 ;
722                                 ; tvs2' <- mappM tcLookupTyVar tvs2 ;
723                                 ; return (tvs1', tvs2') }
724
725     -- For each AT argument compute the position of the corresponding class
726     -- parameter in the class head.  This will later serve as a permutation
727     -- vector when checking the validity of instance declarations.
728     setTyThingPoss [ATyCon tycon] atTyVars = 
729       let classTyVars = hsLTyVarNames tvs
730           poss        =   catMaybes 
731                         . map (`elemIndex` classTyVars) 
732                         . hsLTyVarNames 
733                         $ atTyVars
734                      -- There will be no Nothing, as we already passed renaming
735       in 
736       ATyCon (setTyConArgPoss tycon poss)
737     setTyThingPoss _              _ = panic "TcTyClsDecls.setTyThingPoss"
738
739 tcTyClDecl1 calc_isrec 
740   (ForeignType {tcdLName = L _ tc_name, tcdExtName = tc_ext_name})
741   = returnM [ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0)]
742
743 -----------------------------------
744 tcConDecl :: Bool               -- True <=> -funbox-strict_fields
745           -> NewOrData 
746           -> TyCon -> [TyVar] 
747           -> ConDecl Name 
748           -> TcM DataCon
749
750 tcConDecl unbox_strict NewType tycon tc_tvs     -- Newtypes
751           (ConDecl name _ tvs ex_ctxt details res_ty _)
752   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
753     do  { (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, data_tc) <- tcResultType tycon tc_tvs tvs' res_ty
754
755                 -- Check that a newtype has no existential stuff
756         ; checkTc (null ex_tvs && null (unLoc ex_ctxt)) (newtypeExError name)
757
758         ; let tc_datacon field_lbls arg_ty
759                 = do { arg_ty' <- tcHsKindedType arg_ty -- No bang on newtype
760                      ; buildDataCon (unLoc name) False {- Prefix -} 
761                                     [NotMarkedStrict]
762                                     (map unLoc field_lbls)
763                                     univ_tvs []  -- No existentials
764                                     [] []        -- No equalities, predicates
765                                     [arg_ty']
766                                     data_tc }
767
768         ; case details of
769             PrefixCon [arg_ty]           -> tc_datacon [] arg_ty
770             RecCon [HsRecField field_lbl arg_ty _] -> tc_datacon [field_lbl] arg_ty
771             other                        -> 
772               failWithTc (newtypeFieldErr name (length (hsConArgs details)))
773                         -- Check that the constructor has exactly one field
774         }
775
776 tcConDecl unbox_strict DataType tycon tc_tvs    -- Data types
777           (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty _)
778   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
779     { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
780     ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, data_tc) <- tcResultType tycon tc_tvs tvs' res_ty
781     ; let 
782         -- Tiresome: tidy the tyvar binders, since tc_tvs and tvs' may have the same OccNames
783         tc_datacon is_infix field_lbls btys
784           = do { let bangs = map getBangStrictness btys
785                ; arg_tys <- mappM tcHsBangType btys
786                ; buildDataCon (unLoc name) is_infix
787                     (argStrictness unbox_strict bangs arg_tys)
788                     (map unLoc field_lbls)
789                     univ_tvs ex_tvs eq_preds ctxt' arg_tys
790                     data_tc }
791                 -- NB:  we put data_tc, the type constructor gotten from the
792                 --      constructor type signature into the data constructor;
793                 --      that way checkValidDataCon can complain if it's wrong.
794
795     ; case details of
796         PrefixCon btys     -> tc_datacon False [] btys
797         InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon True  [] [bty1,bty2]
798         RecCon fields      -> tc_datacon False field_names btys
799                            where
800                               (field_names, btys) = unzip [ (n, t) | HsRecField n t _ <- fields ] 
801                               
802     }
803
804 tcResultType :: TyCon
805              -> [TyVar]         -- data T a b c = ...
806              -> [TyVar]         -- where MkT :: forall a b c. ...
807              -> ResType Name
808              -> TcM ([TyVar],           -- Universal
809                      [TyVar],           -- Existential (distinct OccNames from univs)
810                      [(TyVar,Type)],    -- Equality predicates
811                      TyCon)             -- TyCon given in the ResTy
812         -- We don't check that the TyCon given in the ResTy is
813         -- the same as the parent tycon, becuase we are in the middle
814         -- of a recursive knot; so it's postponed until checkValidDataCon
815
816 tcResultType decl_tycon tc_tvs dc_tvs ResTyH98
817   = return (tc_tvs, dc_tvs, [], decl_tycon)
818         -- In H98 syntax the dc_tvs are the existential ones
819         --      data T a b c = forall d e. MkT ...
820         -- The {a,b,c} are tc_tvs, and {d,e} are dc_tvs
821
822 tcResultType _ tc_tvs dc_tvs (ResTyGADT res_ty)
823         -- E.g.  data T a b c where
824         --         MkT :: forall x y z. T (x,y) z z
825         -- Then we generate
826         --      ([a,z,c], [x,y], [a:=:(x,y), c:=:z], T)
827
828   = do  { (dc_tycon, res_tys) <- tcLHsConResTy res_ty
829
830         ; let univ_tvs = choose_univs [] tidy_tc_tvs res_tys
831                 -- Each univ_tv is either a dc_tv or a tc_tv
832               ex_tvs = dc_tvs `minusList` univ_tvs
833               eq_spec = [ (tv, ty) | (tv,ty) <- univ_tvs `zip` res_tys, 
834                                       tv `elem` tc_tvs]
835         ; return (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, dc_tycon) }
836   where
837         -- choose_univs uses the res_ty itself if it's a type variable
838         -- and hasn't already been used; otherwise it uses one of the tc_tvs
839     choose_univs used tc_tvs []
840         = ASSERT( null tc_tvs ) []
841     choose_univs used (tc_tv:tc_tvs) (res_ty:res_tys) 
842         | Just tv <- tcGetTyVar_maybe res_ty, not (tv `elem` used)
843         = tv    : choose_univs (tv:used) tc_tvs res_tys
844         | otherwise
845         = tc_tv : choose_univs used tc_tvs res_tys
846
847         -- NB: tc_tvs and dc_tvs are distinct, but
848         -- we want them to be *visibly* distinct, both for
849         -- interface files and general confusion.  So rename
850         -- the tc_tvs, since they are not used yet (no 
851         -- consequential renaming needed)
852     init_occ_env     = initTidyOccEnv (map getOccName dc_tvs)
853     (_, tidy_tc_tvs) = mapAccumL tidy_one init_occ_env tc_tvs
854     tidy_one env tv  = (env', setTyVarName tv (tidyNameOcc name occ'))
855               where
856                  name = tyVarName tv
857                  (env', occ') = tidyOccName env (getOccName name) 
858
859               -------------------
860 argStrictness :: Bool           -- True <=> -funbox-strict_fields
861               -> [HsBang]
862               -> [TcType] -> [StrictnessMark]
863 argStrictness unbox_strict bangs arg_tys
864  = ASSERT( length bangs == length arg_tys )
865    zipWith (chooseBoxingStrategy unbox_strict) arg_tys bangs
866
867 -- We attempt to unbox/unpack a strict field when either:
868 --   (i)  The field is marked '!!', or
869 --   (ii) The field is marked '!', and the -funbox-strict-fields flag is on.
870 --
871 -- We have turned off unboxing of newtypes because coercions make unboxing 
872 -- and reboxing more complicated
873 chooseBoxingStrategy :: Bool -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
874 chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields arg_ty bang
875   = case bang of
876         HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
877         HsStrict | unbox_strict_fields 
878                    && can_unbox arg_ty              -> MarkedUnboxed
879         HsUnbox  | can_unbox arg_ty                 -> MarkedUnboxed
880         other                                       -> MarkedStrict
881   where
882     -- we can unbox if the type is a chain of newtypes with a product tycon
883     -- at the end
884     can_unbox arg_ty = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
885                    Nothing                      -> False
886                    Just (arg_tycon, tycon_args) -> 
887                        not (isRecursiveTyCon arg_tycon) &&      -- Note [Recusive unboxing]
888                        isProductTyCon arg_tycon &&
889                        (if isNewTyCon arg_tycon then 
890                             can_unbox (newTyConInstRhs arg_tycon tycon_args)
891                         else True)
892 \end{code}
893
894 Note [Recursive unboxing]
895 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
896 Be careful not to try to unbox this!
897         data T = MkT !T Int
898 But it's the *argument* type that matters. This is fine:
899         data S = MkS S !Int
900 because Int is non-recursive.
901
902 %************************************************************************
903 %*                                                                      *
904 \subsection{Dependency analysis}
905 %*                                                                      *
906 %************************************************************************
907
908 Validity checking is done once the mutually-recursive knot has been
909 tied, so we can look at things freely.
910
911 \begin{code}
912 checkCycleErrs :: [LTyClDecl Name] -> TcM ()
913 checkCycleErrs tyclss
914   | null cls_cycles
915   = return ()
916   | otherwise
917   = do  { mappM_ recClsErr cls_cycles
918         ; failM }       -- Give up now, because later checkValidTyCl
919                         -- will loop if the synonym is recursive
920   where
921     cls_cycles = calcClassCycles tyclss
922
923 checkValidTyCl :: TyClDecl Name -> TcM ()
924 -- We do the validity check over declarations, rather than TyThings
925 -- only so that we can add a nice context with tcAddDeclCtxt
926 checkValidTyCl decl
927   = tcAddDeclCtxt decl $
928     do  { thing <- tcLookupLocatedGlobal (tcdLName decl)
929         ; traceTc (text "Validity of" <+> ppr thing)    
930         ; case thing of
931             ATyCon tc -> checkValidTyCon tc
932             AClass cl -> checkValidClass cl 
933         ; traceTc (text "Done validity of" <+> ppr thing)       
934         }
935
936 -------------------------
937 -- For data types declared with record syntax, we require
938 -- that each constructor that has a field 'f' 
939 --      (a) has the same result type
940 --      (b) has the same type for 'f'
941 -- module alpha conversion of the quantified type variables
942 -- of the constructor.
943
944 checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
945 checkValidTyCon tc 
946   | isSynTyCon tc 
947   = case synTyConRhs tc of
948       OpenSynTyCon _ _ -> return ()
949       SynonymTyCon ty  -> checkValidType syn_ctxt ty
950   | otherwise
951   =     -- Check the context on the data decl
952     checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConStupidTheta tc)     `thenM_` 
953         
954         -- Check arg types of data constructors
955     mappM_ (checkValidDataCon tc) data_cons                     `thenM_`
956
957         -- Check that fields with the same name share a type
958     mappM_ check_fields groups
959
960   where
961     syn_ctxt  = TySynCtxt name
962     name      = tyConName tc
963     data_cons = tyConDataCons tc
964
965     groups = equivClasses cmp_fld (concatMap get_fields data_cons)
966     cmp_fld (f1,_) (f2,_) = f1 `compare` f2
967     get_fields con = dataConFieldLabels con `zip` repeat con
968         -- dataConFieldLabels may return the empty list, which is fine
969
970     -- See Note [GADT record selectors] in MkId.lhs
971     -- We must check (a) that the named field has the same 
972     --                   type in each constructor
973     --               (b) that those constructors have the same result type
974     --
975     -- However, the constructors may have differently named type variable
976     -- and (worse) we don't know how the correspond to each other.  E.g.
977     --     C1 :: forall a b. { f :: a, g :: b } -> T a b
978     --     C2 :: forall d c. { f :: c, g :: c } -> T c d
979     -- 
980     -- So what we do is to ust Unify.tcMatchTys to compare the first candidate's
981     -- result type against other candidates' types BOTH WAYS ROUND.
982     -- If they magically agrees, take the substitution and
983     -- apply them to the latter ones, and see if they match perfectly.
984     check_fields fields@((label, con1) : other_fields)
985         -- These fields all have the same name, but are from
986         -- different constructors in the data type
987         = recoverM (return ()) $ mapM_ checkOne other_fields
988                 -- Check that all the fields in the group have the same type
989                 -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
990                 -- data type use the same type variables
991         where
992         tvs1 = mkVarSet (dataConAllTyVars con1)
993         res1 = dataConResTys con1
994         fty1 = dataConFieldType con1 label
995
996         checkOne (_, con2)    -- Do it bothways to ensure they are structurally identical
997             = do { checkFieldCompat label con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
998                  ; checkFieldCompat label con2 con1 tvs2 res2 res1 fty2 fty1 }
999             where        
1000                 tvs2 = mkVarSet (dataConAllTyVars con2)
1001                 res2 = dataConResTys con2 
1002                 fty2 = dataConFieldType con2 label
1003
1004 checkFieldCompat fld con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
1005   = do  { checkTc (isJust mb_subst1) (resultTypeMisMatch fld con1 con2)
1006         ; checkTc (isJust mb_subst2) (fieldTypeMisMatch fld con1 con2) }
1007   where
1008     mb_subst1 = tcMatchTys tvs1 res1 res2
1009     mb_subst2 = tcMatchTyX tvs1 (expectJust "checkFieldCompat" mb_subst1) fty1 fty2
1010
1011 -------------------------------
1012 checkValidDataCon :: TyCon -> DataCon -> TcM ()
1013 checkValidDataCon tc con
1014   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))     $
1015     addErrCtxt (dataConCtxt con)                $ 
1016     do  { checkTc (dataConTyCon con == tc) (badDataConTyCon con)
1017         ; checkValidType ctxt (dataConUserType con) }
1018   where
1019     ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
1020
1021 -------------------------------
1022 checkValidClass :: Class -> TcM ()
1023 checkValidClass cls
1024   = do  {       -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
1025           gla_exts <- doptM Opt_GlasgowExts
1026
1027         -- Check that the class is unary, unless GlaExs
1028         ; checkTc (notNull tyvars) (nullaryClassErr cls)
1029         ; checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)
1030
1031         -- Check the super-classes
1032         ; checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta
1033
1034         -- Check the class operations
1035         ; mappM_ (check_op gla_exts) op_stuff
1036
1037         -- Check that if the class has generic methods, then the
1038         -- class has only one parameter.  We can't do generic
1039         -- multi-parameter type classes!
1040         ; checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
1041         }
1042   where
1043     (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
1044     unary       = isSingleton tyvars
1045     no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
1046
1047     check_op gla_exts (sel_id, dm) 
1048       = addErrCtxt (classOpCtxt sel_id tau) $ do
1049         { checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)
1050                 -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
1051                 -- class itself, leaving just the method type
1052
1053         ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
1054
1055                 -- Check that the type mentions at least one of
1056                 -- the class type variables...or at least one reachable
1057                 -- from one of the class variables.  Example: tc223
1058                 --   class Error e => Game b mv e | b -> mv e where
1059                 --      newBoard :: MonadState b m => m ()
1060                 -- Here, MonadState has a fundep m->b, so newBoard is fine
1061         ; let grown_tyvars = grow theta (mkVarSet tyvars)
1062         ; checkTc (tyVarsOfType tau `intersectsVarSet` grown_tyvars)
1063                   (noClassTyVarErr cls sel_id)
1064
1065                 -- Check that for a generic method, the type of 
1066                 -- the method is sufficiently simple
1067         ; checkTc (dm /= GenDefMeth || validGenericMethodType tau)
1068                   (badGenericMethodType op_name op_ty)
1069         }
1070         where
1071           op_name = idName sel_id
1072           op_ty   = idType sel_id
1073           (_,theta1,tau1) = tcSplitSigmaTy op_ty
1074           (_,theta2,tau2)  = tcSplitSigmaTy tau1
1075           (theta,tau) | gla_exts  = (theta1 ++ theta2, tau2)
1076                       | otherwise = (theta1,           mkPhiTy (tail theta1) tau1)
1077                 -- Ugh!  The function might have a type like
1078                 --      op :: forall a. C a => forall b. (Eq b, Eq a) => tau2
1079                 -- With -fglasgow-exts, we want to allow this, even though the inner 
1080                 -- forall has an (Eq a) constraint.  Whereas in general, each constraint 
1081                 -- in the context of a for-all must mention at least one quantified
1082                 -- type variable.  What a mess!
1083
1084
1085 ---------------------------------------------------------------------
1086 resultTypeMisMatch field_name con1 con2
1087   = vcat [sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
1088                 ptext SLIT("have a common field") <+> quotes (ppr field_name) <> comma],
1089           nest 2 $ ptext SLIT("but have different result types")]
1090 fieldTypeMisMatch field_name con1 con2
1091   = sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
1092          ptext SLIT("give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
1093
1094 dataConCtxt con = ptext SLIT("In the definition of data constructor") <+> quotes (ppr con)
1095
1096 classOpCtxt sel_id tau = sep [ptext SLIT("When checking the class method:"),
1097                               nest 2 (ppr sel_id <+> dcolon <+> ppr tau)]
1098
1099 nullaryClassErr cls
1100   = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
1101
1102 classArityErr cls
1103   = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
1104           parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
1105
1106 noClassTyVarErr clas op
1107   = sep [ptext SLIT("The class method") <+> quotes (ppr op),
1108          ptext SLIT("mentions none of the type variables of the class") <+> 
1109                 ppr clas <+> hsep (map ppr (classTyVars clas))]
1110
1111 genericMultiParamErr clas
1112   = ptext SLIT("The multi-parameter class") <+> quotes (ppr clas) <+> 
1113     ptext SLIT("cannot have generic methods")
1114
1115 badGenericMethodType op op_ty
1116   = hang (ptext SLIT("Generic method type is too complex"))
1117        4 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
1118                 ptext SLIT("You can only use type variables, arrows, lists, and tuples")])
1119
1120 recSynErr syn_decls
1121   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
1122     addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in type synonym declarations:"),
1123                  nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
1124   where
1125     sorted_decls = sortLocated syn_decls
1126     ppr_decl (L loc decl) = ppr loc <> colon <+> ppr decl
1127
1128 recClsErr cls_decls
1129   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
1130     addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in class declarations (via superclasses):"),
1131                  nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
1132   where
1133     sorted_decls = sortLocated cls_decls
1134     ppr_decl (L loc decl) = ppr loc <> colon <+> ppr (decl { tcdSigs = [] })
1135
1136 sortLocated :: [Located a] -> [Located a]
1137 sortLocated things = sortLe le things
1138   where
1139     le (L l1 _) (L l2 _) = l1 <= l2
1140
1141 badDataConTyCon data_con
1142   = hang (ptext SLIT("Data constructor") <+> quotes (ppr data_con) <+>
1143                 ptext SLIT("returns type") <+> quotes (ppr (dataConTyCon data_con)))
1144        2 (ptext SLIT("instead of its parent type"))
1145
1146 badGadtDecl tc_name
1147   = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+> quotes (ppr tc_name)
1148          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow GADTs")) ]
1149
1150 badStupidTheta tc_name
1151   = ptext SLIT("A data type declared in GADT style cannot have a context:") <+> quotes (ppr tc_name)
1152
1153 newtypeConError tycon n
1154   = sep [ptext SLIT("A newtype must have exactly one constructor,"),
1155          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n ]
1156
1157 newtypeExError con
1158   = sep [ptext SLIT("A newtype constructor cannot have an existential context,"),
1159          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does")]
1160
1161 newtypeFieldErr con_name n_flds
1162   = sep [ptext SLIT("The constructor of a newtype must have exactly one field"), 
1163          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con_name) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n_flds]
1164
1165 badSigTyDecl tc_name
1166   = vcat [ ptext SLIT("Illegal kind signature") <+>
1167            quotes (ppr tc_name)
1168          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow kind signatures")) ]
1169
1170 badFamInstDecl tc_name
1171   = vcat [ ptext SLIT("Illegal family instance for") <+>
1172            quotes (ppr tc_name)
1173          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -findexed-types to allow indexed type families")) ]
1174
1175 badGadtIdxTyDecl tc_name
1176   = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+>
1177            quotes (ppr tc_name)
1178          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Family instances can not yet use GADT declarations")) ]
1179
1180 tooManyParmsErr tc_name
1181   = ptext SLIT("Family instance has too many parameters:") <+> 
1182     quotes (ppr tc_name)
1183
1184 tooFewParmsErr tc_name
1185   = ptext SLIT("Family instance has too few parameters:") <+> 
1186     quotes (ppr tc_name)
1187
1188 badBootFamInstDeclErr = 
1189   ptext SLIT("Illegal family instance in hs-boot file")
1190
1191 wrongKindOfFamily family =
1192   ptext SLIT("Wrong category of family instance; declaration was for a") <+>
1193   kindOfFamily
1194   where
1195     kindOfFamily | isSynTyCon  family = ptext SLIT("type synonym")
1196                  | isDataTyCon family = ptext SLIT("data type")
1197                  | isNewTyCon  family = ptext SLIT("newtype")
1198
1199 emptyConDeclsErr tycon
1200   = sep [quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no constructors"),
1201          nest 2 $ ptext SLIT("(-fglasgow-exts permits this)")]
1202 \end{code}