Option -findexed-types
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
1 %
2 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996-1998
3 %
4 \section[TcTyClsDecls]{Typecheck type and class declarations}
5
6 \begin{code}
7 module TcTyClsDecls (
8         tcTyAndClassDecls, tcIdxTyInstDecl
9     ) where
10
11 #include "HsVersions.h"
12
13 import HsSyn            ( TyClDecl(..),  HsConDetails(..), HsTyVarBndr(..),
14                           ConDecl(..),   Sig(..), NewOrData(..), ResType(..),
15                           tyClDeclTyVars, isSynDecl, isClassDecl, isIdxTyDecl,
16                           isKindSigDecl, hsConArgs, LTyClDecl, tcdName,
17                           hsTyVarName, LHsTyVarBndr, LHsType, HsType(..),
18                           mkHsAppTy
19                         )
20 import HsTypes          ( HsBang(..), getBangStrictness, hsLTyVarNames )
21 import BasicTypes       ( RecFlag(..), StrictnessMark(..) )
22 import HscTypes         ( implicitTyThings, ModDetails )
23 import BuildTyCl        ( buildClass, buildAlgTyCon, buildSynTyCon, buildDataCon,
24                           mkDataTyConRhs, mkNewTyConRhs )
25 import TcRnMonad
26 import TcEnv            ( TyThing(..), 
27                           tcLookupLocated, tcLookupLocatedGlobal, 
28                           tcExtendGlobalEnv, tcExtendKindEnv,
29                           tcExtendKindEnvTvs, newFamInstTyConName,
30                           tcExtendRecEnv, tcLookupTyVar, InstInfo )
31 import TcTyDecls        ( calcRecFlags, calcClassCycles, calcSynCycles )
32 import TcClassDcl       ( tcClassSigs, tcAddDeclCtxt )
33 import TcHsType         ( kcHsTyVars, kcHsLiftedSigType, kcHsType, 
34                           kcHsContext, tcTyVarBndrs, tcHsKindedType, tcHsKindedContext,
35                           kcHsSigType, tcHsBangType, tcLHsConResTy,
36                           tcDataKindSig, kcCheckHsType )
37 import TcMType          ( newKindVar, checkValidTheta, checkValidType, 
38                           -- checkFreeness, 
39                           UserTypeCtxt(..), SourceTyCtxt(..) ) 
40 import TcType           ( TcKind, TcType, Type, tyVarsOfType, mkPhiTy,
41                           mkArrowKind, liftedTypeKind, mkTyVarTys, 
42                           tcSplitSigmaTy, tcEqTypes, tcGetTyVar_maybe )
43 import Type             ( PredType(..), splitTyConApp_maybe, mkTyVarTy,
44                           newTyConInstRhs, isLiftedTypeKind, Kind
45                           -- pprParendType, pprThetaArrow
46                         )
47 import Generics         ( validGenericMethodType, canDoGenerics )
48 import Class            ( Class, className, classTyCon, DefMeth(..), classBigSig, classTyVars )
49 import TyCon            ( TyCon, AlgTyConRhs( AbstractTyCon, OpenDataTyCon, 
50                                               OpenNewTyCon ), 
51                           SynTyConRhs( OpenSynTyCon, SynonymTyCon ),
52                           tyConDataCons, mkForeignTyCon, isProductTyCon,
53                           isRecursiveTyCon, isOpenTyCon,
54                           tyConStupidTheta, synTyConRhs, isSynTyCon, tyConName,
55                           isNewTyCon, isDataTyCon, tyConKind, 
56                           setTyConArgPoss )
57 import DataCon          ( DataCon, dataConUserType, dataConName, 
58                           dataConFieldLabels, dataConTyCon, dataConAllTyVars,
59                           dataConFieldType, dataConResTys )
60 import Var              ( TyVar, idType, idName )
61 import VarSet           ( elemVarSet, mkVarSet )
62 import Name             ( Name, getSrcLoc )
63 import Outputable
64 import Maybe            ( isJust, fromJust, isNothing, catMaybes )
65 import Maybes           ( expectJust )
66 import Monad            ( unless )
67 import Unify            ( tcMatchTys, tcMatchTyX )
68 import Util             ( zipLazy, isSingleton, notNull, sortLe )
69 import List             ( partition, elemIndex )
70 import SrcLoc           ( Located(..), unLoc, getLoc, srcLocSpan, 
71                           srcSpanStart )
72 import ListSetOps       ( equivClasses, minusList )
73 import Digraph          ( SCC(..) )
74 import DynFlags         ( DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_Generics, 
75                                    Opt_UnboxStrictFields, Opt_IndexedTypes ) )
76 \end{code}
77
78
79 %************************************************************************
80 %*                                                                      *
81 \subsection{Type checking for type and class declarations}
82 %*                                                                      *
83 %************************************************************************
84
85 Dealing with a group
86 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
87 Consider a mutually-recursive group, binding 
88 a type constructor T and a class C.
89
90 Step 1:         getInitialKind
91         Construct a KindEnv by binding T and C to a kind variable 
92
93 Step 2:         kcTyClDecl
94         In that environment, do a kind check
95
96 Step 3: Zonk the kinds
97
98 Step 4:         buildTyConOrClass
99         Construct an environment binding T to a TyCon and C to a Class.
100         a) Their kinds comes from zonking the relevant kind variable
101         b) Their arity (for synonyms) comes direct from the decl
102         c) The funcional dependencies come from the decl
103         d) The rest comes a knot-tied binding of T and C, returned from Step 4
104         e) The variances of the tycons in the group is calculated from 
105                 the knot-tied stuff
106
107 Step 5:         tcTyClDecl1
108         In this environment, walk over the decls, constructing the TyCons and Classes.
109         This uses in a strict way items (a)-(c) above, which is why they must
110         be constructed in Step 4. Feed the results back to Step 4.
111         For this step, pass the is-recursive flag as the wimp-out flag
112         to tcTyClDecl1.
113         
114
115 Step 6:         Extend environment
116         We extend the type environment with bindings not only for the TyCons and Classes,
117         but also for their "implicit Ids" like data constructors and class selectors
118
119 Step 7:         checkValidTyCl
120         For a recursive group only, check all the decls again, just
121         to check all the side conditions on validity.  We could not
122         do this before because we were in a mutually recursive knot.
123
124 Identification of recursive TyCons
125 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
126 The knot-tying parameters: @rec_details_list@ is an alist mapping @Name@s to
127 @TyThing@s.
128
129 Identifying a TyCon as recursive serves two purposes
130
131 1.  Avoid infinite types.  Non-recursive newtypes are treated as
132 "transparent", like type synonyms, after the type checker.  If we did
133 this for all newtypes, we'd get infinite types.  So we figure out for
134 each newtype whether it is "recursive", and add a coercion if so.  In
135 effect, we are trying to "cut the loops" by identifying a loop-breaker.
136
137 2.  Avoid infinite unboxing.  This is nothing to do with newtypes.
138 Suppose we have
139         data T = MkT Int T
140         f (MkT x t) = f t
141 Well, this function diverges, but we don't want the strictness analyser
142 to diverge.  But the strictness analyser will diverge because it looks
143 deeper and deeper into the structure of T.   (I believe there are
144 examples where the function does something sane, and the strictness
145 analyser still diverges, but I can't see one now.)
146
147 Now, concerning (1), the FC2 branch currently adds a coercion for ALL
148 newtypes.  I did this as an experiment, to try to expose cases in which
149 the coercions got in the way of optimisations.  If it turns out that we
150 can indeed always use a coercion, then we don't risk recursive types,
151 and don't need to figure out what the loop breakers are.
152
153 For newtype *families* though, we will always have a coercion, so they
154 are always loop breakers!  So you can easily adjust the current
155 algorithm by simply treating all newtype families as loop breakers (and
156 indeed type families).  I think.
157
158 \begin{code}
159 tcTyAndClassDecls :: ModDetails -> [LTyClDecl Name]
160                    -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
161                                         -- and their implicit Ids,DataCons
162 tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
163   = do  {       -- Omit instances of indexed types; they are handled together
164                 -- with the *heads* of class instances
165         ; let decls = filter (not . isIdxTyDecl . unLoc) allDecls
166
167                 -- First check for cyclic type synonysm or classes
168                 -- See notes with checkCycleErrs
169         ; checkCycleErrs decls
170         ; mod <- getModule
171         ; traceTc (text "tcTyAndCl" <+> ppr mod)
172         ; (syn_tycons, alg_tyclss) <- fixM (\ ~(rec_syn_tycons, rec_alg_tyclss) ->
173           do    { let { -- Seperate ordinary synonyms from all other type and
174                         -- class declarations and add all associated type
175                         -- declarations from type classes.  The latter is
176                         -- required so that the temporary environment for the
177                         -- knot includes all associated family declarations.
178                       ; (syn_decls, alg_decls) = partition (isSynDecl . unLoc)
179                                                    decls
180                       ; alg_at_decls           = concatMap addATs alg_decls
181                       }
182                         -- Extend the global env with the knot-tied results
183                         -- for data types and classes
184                         -- 
185                         -- We must populate the environment with the loop-tied
186                         -- T's right away, because the kind checker may "fault
187                         -- in" some type  constructors that recursively
188                         -- mention T
189                 ; let gbl_things = mkGlobalThings alg_at_decls rec_alg_tyclss
190                 ; tcExtendRecEnv gbl_things $ do
191
192                         -- Kind-check the declarations
193                 { (kc_syn_decls, kc_alg_decls) <- kcTyClDecls syn_decls alg_decls
194
195                 ; let { -- Calculate rec-flag
196                       ; calc_rec  = calcRecFlags boot_details rec_alg_tyclss
197                       ; tc_decl   = addLocM (tcTyClDecl calc_rec) }
198                         -- Type-check the type synonyms, and extend the envt
199                 ; syn_tycons <- tcSynDecls kc_syn_decls
200                 ; tcExtendGlobalEnv syn_tycons $ do
201
202                         -- Type-check the data types and classes
203                 { alg_tyclss <- mappM tc_decl kc_alg_decls
204                 ; return (syn_tycons, concat alg_tyclss)
205             }}})
206         -- Finished with knot-tying now
207         -- Extend the environment with the finished things
208         ; tcExtendGlobalEnv (syn_tycons ++ alg_tyclss) $ do
209
210         -- Perform the validity check
211         { traceTc (text "ready for validity check")
212         ; mappM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
213         ; traceTc (text "done")
214    
215         -- Add the implicit things;
216         -- we want them in the environment because 
217         -- they may be mentioned in interface files
218         -- NB: All associated types and their implicit things will be added a
219         --     second time here.  This doesn't matter as the definitions are
220         --     the same.
221         ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings alg_tyclss }
222         ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr alg_tyclss) 
223                    $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
224         ; tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
225     }}
226   where
227     -- Pull associated types out of class declarations, to tie them into the
228     -- knot above.  
229     -- NB: We put them in the same place in the list as `tcTyClDecl' will
230     --     eventually put the matching `TyThing's.  That's crucial; otherwise,
231     --     the two argument lists of `mkGlobalThings' don't match up.
232     addATs decl@(L _ (ClassDecl {tcdATs = ats})) = decl : ats
233     addATs decl                                  = [decl]
234
235 mkGlobalThings :: [LTyClDecl Name]      -- The decls
236                -> [TyThing]             -- Knot-tied, in 1-1 correspondence with the decls
237                -> [(Name,TyThing)]
238 -- Driven by the Decls, and treating the TyThings lazily
239 -- make a TypeEnv for the new things
240 mkGlobalThings decls things
241   = map mk_thing (decls `zipLazy` things)
242   where
243     mk_thing (L _ (ClassDecl {tcdLName = L _ name}), ~(AClass cl))
244          = (name, AClass cl)
245     mk_thing (L _ decl, ~(ATyCon tc))
246          = (tcdName decl, ATyCon tc)
247 \end{code}
248
249
250 %************************************************************************
251 %*                                                                      *
252 \subsection{Type checking instances of indexed types}
253 %*                                                                      *
254 %************************************************************************
255
256 Instances of indexed types are somewhat of a hybrid.  They are processed
257 together with class instance heads, but can contain data constructors and hence
258 they share a lot of kinding and type checking code with ordinary algebraic
259 data types (and GADTs).
260
261 \begin{code}
262 tcIdxTyInstDecl :: LTyClDecl Name 
263                 -> TcM (Maybe InstInfo, Maybe TyThing)  -- Nothing if error
264 tcIdxTyInstDecl (L loc decl)
265   =     -- Prime error recovery, set source location
266     recoverM (returnM (Nothing, Nothing))       $
267     setSrcSpan loc                              $
268     tcAddDeclCtxt decl                          $
269     do { -- indexed data types require -findexed-types and can't be in an
270          -- hs-boot file
271        ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
272        ; is_boot  <- tcIsHsBoot   -- Are we compiling an hs-boot file?
273        ; checkTc gla_exts      $ badIdxTyDecl (tcdLName decl)
274        ; checkTc (not is_boot) $ badBootTyIdxDeclErr
275
276          -- perform kind and type checking
277        ; tcIdxTyInstDecl1 decl
278        }
279
280 tcIdxTyInstDecl1 :: TyClDecl Name 
281                  -> TcM (Maybe InstInfo, Maybe TyThing) -- Nothing if error
282
283 tcIdxTyInstDecl1 (decl@TySynonym {})
284   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
285     do { -- check that the family declaration is for a synonym
286          unless (isSynTyCon family) $
287            addErr (wrongKindOfFamily family)
288
289        ; -- (1) kind check the right hand side of the type equation
290        ; k_rhs <- kcCheckHsType (tcdSynRhs decl) resKind
291
292          -- (2) type check type equation
293        ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
294        ; t_typats <- mappM tcHsKindedType k_typats
295        ; t_rhs    <- tcHsKindedType k_rhs
296
297          -- construct type rewrite rule
298          -- !!!of the form: forall t_tvs. (tcdLName decl) t_typats = t_rhs
299        ; return (Nothing, Nothing) -- !!!TODO: need InstInfo for eq axioms
300        }}
301       
302 tcIdxTyInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
303                                tcdCons = cons})
304   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
305     do { -- check that the family declaration is for the right kind
306          unless (new_or_data == NewType  && isNewTyCon  family ||
307                  new_or_data == DataType && isDataTyCon family) $
308            addErr (wrongKindOfFamily family)
309
310        ; -- (1) kind check the data declaration as usual
311        ; k_decl <- kcDataDecl decl k_tvs
312        ; let k_ctxt = tcdCtxt k_decl
313              k_cons = tcdCons k_decl
314
315          -- result kind must be '*' (otherwise, we have too few patterns)
316        ; checkTc (isLiftedTypeKind resKind) $ tooFewParmsErr tc_name
317
318          -- (2) type check indexed data type declaration
319        ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
320        ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
321
322          -- Check that we don't use GADT syntax for indexed types
323        ; checkTc h98_syntax (badGadtIdxTyDecl tc_name)
324
325          -- Check that a newtype has exactly one constructor
326        ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton k_cons) $
327            newtypeConError tc_name (length k_cons)
328
329        ; t_typats     <- mappM tcHsKindedType k_typats
330        ; stupid_theta <- tcHsKindedContext k_ctxt
331
332        ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name (srcSpanStart loc)
333        ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
334              { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
335                                               tycon t_tvs))
336                                   k_cons
337              ; tc_rhs <-
338                  case new_or_data of
339                    DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
340                    NewType  -> ASSERT( isSingleton data_cons )
341                                mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
342              ; buildAlgTyCon rep_tc_name t_tvs stupid_theta tc_rhs Recursive
343                              False h98_syntax (Just (family, t_typats))
344                  -- We always assume that indexed types are recursive.  Why?
345                  -- (1) Due to their open nature, we can never be sure that a
346                  -- further instance might not introduce a new recursive
347                  -- dependency.  (2) They are always valid loop breakers as
348                  -- they involve a coercion.
349              })
350
351          -- construct result
352        ; return (Nothing, Just (ATyCon tycon))
353        }}
354        where
355          h98_syntax = case cons of      -- All constructors have same shape
356                         L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
357                         other -> True
358
359 -- Kind checking of indexed types
360 -- -
361
362 -- Kind check type patterns and kind annotate the embedded type variables.
363 --
364 -- * Here we check that a type instance matches its kind signature, but we do
365 --   not check whether there is a pattern for each type index; the latter
366 --   check is only required for type functions.
367 --
368 kcIdxTyPats :: TyClDecl Name
369             -> ([LHsTyVarBndr Name] -> [LHsType Name] -> Kind -> TyCon -> TcM a)
370                -- ^^kinded tvs         ^^kinded ty pats  ^^res kind
371             -> TcM a
372 kcIdxTyPats decl thing_inside
373   = kcHsTyVars (tcdTyVars decl) $ \tvs -> 
374     do { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName decl)
375        ; let { family = case tc_ty_thing of 
376                           AGlobal (ATyCon family) -> family
377              ; (kinds, resKind) = splitKindFunTys (tyConKind family)
378              ; hs_typats        = fromJust $ tcdTyPats decl }
379
380          -- we may not have more parameters than the kind indicates
381        ; checkTc (length kinds >= length hs_typats) $
382            tooManyParmsErr (tcdLName decl)
383
384          -- type functions can have a higher-kinded result
385        ; let resultKind = mkArrowKinds (drop (length hs_typats) kinds) resKind
386        ; typats <- zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
387        ; thing_inside tvs typats resultKind family
388        }
389   where
390 \end{code}
391
392
393 %************************************************************************
394 %*                                                                      *
395                 Kind checking
396 %*                                                                      *
397 %************************************************************************
398
399 We need to kind check all types in the mutually recursive group
400 before we know the kind of the type variables.  For example:
401
402 class C a where
403    op :: D b => a -> b -> b
404
405 class D c where
406    bop :: (Monad c) => ...
407
408 Here, the kind of the locally-polymorphic type variable "b"
409 depends on *all the uses of class D*.  For example, the use of
410 Monad c in bop's type signature means that D must have kind Type->Type.
411
412 However type synonyms work differently.  They can have kinds which don't
413 just involve (->) and *:
414         type R = Int#           -- Kind #
415         type S a = Array# a     -- Kind * -> #
416         type T a b = (# a,b #)  -- Kind * -> * -> (# a,b #)
417 So we must infer their kinds from their right-hand sides *first* and then
418 use them, whereas for the mutually recursive data types D we bring into
419 scope kind bindings D -> k, where k is a kind variable, and do inference.
420
421 Indexed Types
422 ~~~~~~~~~~~~~
423 This treatment of type synonyms only applies to Haskell 98-style synonyms.
424 General type functions can be recursive, and hence, appear in `alg_decls'.
425
426 The kind of an indexed type is solely determinded by its kind signature;
427 hence, only kind signatures participate in the construction of the initial
428 kind environment (as constructed by `getInitialKind').  In fact, we ignore
429 instances of indexed types altogether in the following.  However, we need to
430 include the kind signatures of associated types into the construction of the
431 initial kind environment.  (This is handled by `allDecls').
432
433 \begin{code}
434 kcTyClDecls syn_decls alg_decls
435   = do  {       -- First extend the kind env with each data type, class, and
436                 -- indexed type, mapping them to a type variable
437           let initialKindDecls = concat [allDecls decl | L _ decl <- alg_decls]
438         ; alg_kinds <- mappM getInitialKind initialKindDecls
439         ; tcExtendKindEnv alg_kinds $ do
440
441                 -- Now kind-check the type synonyms, in dependency order
442                 -- We do these differently to data type and classes,
443                 -- because a type synonym can be an unboxed type
444                 --      type Foo = Int#
445                 -- and a kind variable can't unify with UnboxedTypeKind
446                 -- So we infer their kinds in dependency order
447         { (kc_syn_decls, syn_kinds) <- kcSynDecls (calcSynCycles syn_decls)
448         ; tcExtendKindEnv syn_kinds $  do
449
450                 -- Now kind-check the data type, class, and kind signatures,
451                 -- returning kind-annotated decls; we don't kind-check
452                 -- instances of indexed types yet, but leave this to
453                 -- `tcInstDecls1'
454         { kc_alg_decls <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) 
455                             (filter (not . isIdxTyDecl . unLoc) alg_decls)
456
457         ; return (kc_syn_decls, kc_alg_decls) }}}
458   where
459     -- get all declarations relevant for determining the initial kind
460     -- environment
461     allDecls (decl@ClassDecl {tcdATs = ats}) = decl : [ at 
462                                                       | L _ at <- ats
463                                                       , isKindSigDecl at]
464     allDecls decl | isIdxTyDecl decl         = []
465                   | otherwise                = [decl]
466
467 ------------------------------------------------------------------------
468 getInitialKind :: TyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
469 -- Only for data type, class, and indexed type declarations
470 -- Get as much info as possible from the data, class, or indexed type decl,
471 -- so as to maximise usefulness of error messages
472 getInitialKind decl
473   = do  { arg_kinds <- mapM (mk_arg_kind . unLoc) (tyClDeclTyVars decl)
474         ; res_kind  <- mk_res_kind decl
475         ; return (tcdName decl, mkArrowKinds arg_kinds res_kind) }
476   where
477     mk_arg_kind (UserTyVar _)        = newKindVar
478     mk_arg_kind (KindedTyVar _ kind) = return kind
479
480     mk_res_kind (TyFunction { tcdKind    = kind      }) = return kind
481     mk_res_kind (TyData     { tcdKindSig = Just kind }) = return kind
482         -- On GADT-style and data signature declarations we allow a kind 
483         -- signature
484         --      data T :: *->* where { ... }
485     mk_res_kind other = return liftedTypeKind
486
487
488 ----------------
489 kcSynDecls :: [SCC (LTyClDecl Name)] 
490            -> TcM ([LTyClDecl Name],    -- Kind-annotated decls
491                    [(Name,TcKind)])     -- Kind bindings
492 kcSynDecls []
493   = return ([], [])
494 kcSynDecls (group : groups)
495   = do  { (decl,  nk)  <- kcSynDecl group
496         ; (decls, nks) <- tcExtendKindEnv [nk] (kcSynDecls groups)
497         ; return (decl:decls, nk:nks) }
498                         
499 ----------------
500 kcSynDecl :: SCC (LTyClDecl Name) 
501            -> TcM (LTyClDecl Name,      -- Kind-annotated decls
502                    (Name,TcKind))       -- Kind bindings
503 kcSynDecl (AcyclicSCC ldecl@(L loc decl))
504   = tcAddDeclCtxt decl  $
505     kcHsTyVars (tcdTyVars decl) (\ k_tvs ->
506     do { traceTc (text "kcd1" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)) <+> brackets (ppr (tcdTyVars decl)) 
507                         <+> brackets (ppr k_tvs))
508        ; (k_rhs, rhs_kind) <- kcHsType (tcdSynRhs decl)
509        ; traceTc (text "kcd2" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)))
510        ; let tc_kind = foldr (mkArrowKind . kindedTyVarKind) rhs_kind k_tvs
511        ; return (L loc (decl { tcdTyVars = k_tvs, tcdSynRhs = k_rhs }),
512                  (unLoc (tcdLName decl), tc_kind)) })
513
514 kcSynDecl (CyclicSCC decls)
515   = do { recSynErr decls; failM }       -- Fail here to avoid error cascade
516                                         -- of out-of-scope tycons
517
518 kindedTyVarKind (L _ (KindedTyVar _ k)) = k
519
520 ------------------------------------------------------------------------
521 kcTyClDecl :: TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
522         -- Not used for type synonyms (see kcSynDecl)
523
524 kcTyClDecl decl@(TyData {})
525   = ASSERT( not . isJust $ tcdTyPats decl )   -- must not be instance of idx ty
526     kcTyClDeclBody decl $
527       kcDataDecl decl
528
529 kcTyClDecl decl@(TyFunction {})
530   = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
531       return (decl {tcdTyVars = tvs'})
532
533 kcTyClDecl decl@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats})
534   = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
535     do  { is_boot <- tcIsHsBoot
536         ; ctxt' <- kcHsContext ctxt     
537         ; ats'  <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) ats
538         ; sigs' <- mappM (wrapLocM kc_sig    ) sigs
539         ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = sigs',
540                         tcdATs = ats'}) }
541   where
542     kc_sig (TypeSig nm op_ty) = do { op_ty' <- kcHsLiftedSigType op_ty
543                                    ; return (TypeSig nm op_ty') }
544     kc_sig other_sig          = return other_sig
545
546 kcTyClDecl decl@(ForeignType {})
547   = return decl
548
549 kcTyClDeclBody :: TyClDecl Name
550                -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM a)
551                -> TcM a
552 -- getInitialKind has made a suitably-shaped kind for the type or class
553 -- Unpack it, and attribute those kinds to the type variables
554 -- Extend the env with bindings for the tyvars, taken from
555 -- the kind of the tycon/class.  Give it to the thing inside, and 
556 -- check the result kind matches
557 kcTyClDeclBody decl thing_inside
558   = tcAddDeclCtxt decl          $
559     do  { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName decl)
560         ; let tc_kind    = case tc_ty_thing of { AThing k -> k }
561               (kinds, _) = splitKindFunTys tc_kind
562               hs_tvs     = tcdTyVars decl
563               kinded_tvs = ASSERT( length kinds >= length hs_tvs )
564                            [ L loc (KindedTyVar (hsTyVarName tv) k)
565                            | (L loc tv, k) <- zip hs_tvs kinds]
566         ; tcExtendKindEnvTvs kinded_tvs (thing_inside kinded_tvs) }
567
568 -- Kind check a data declaration, assuming that we already extended the
569 -- kind environment with the type variables of the left-hand side (these
570 -- kinded type variables are also passed as the second parameter).
571 --
572 kcDataDecl :: TyClDecl Name -> [LHsTyVarBndr Name] -> TcM (TyClDecl Name)
573 kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
574            tvs
575   = do  { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
576         ; cons' <- mappM (wrapLocM kc_con_decl) cons
577         ; return (decl {tcdTyVars = tvs, tcdCtxt = ctxt', tcdCons = cons'}) }
578   where
579     kc_con_decl (ConDecl name expl ex_tvs ex_ctxt details res) = do
580       kcHsTyVars ex_tvs $ \ex_tvs' -> do
581         ex_ctxt' <- kcHsContext ex_ctxt
582         details' <- kc_con_details details 
583         res'     <- case res of
584           ResTyH98 -> return ResTyH98
585           ResTyGADT ty -> do { ty' <- kcHsSigType ty; return (ResTyGADT ty') }
586         return (ConDecl name expl ex_tvs' ex_ctxt' details' res')
587
588     kc_con_details (PrefixCon btys) 
589         = do { btys' <- mappM kc_larg_ty btys ; return (PrefixCon btys') }
590     kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) 
591         = do { bty1' <- kc_larg_ty bty1; bty2' <- kc_larg_ty bty2; return (InfixCon bty1' bty2') }
592     kc_con_details (RecCon fields) 
593         = do { fields' <- mappM kc_field fields; return (RecCon fields') }
594
595     kc_field (fld, bty) = do { bty' <- kc_larg_ty bty ; return (fld, bty') }
596
597     kc_larg_ty bty = case new_or_data of
598                         DataType -> kcHsSigType bty
599                         NewType  -> kcHsLiftedSigType bty
600         -- Can't allow an unlifted type for newtypes, because we're effectively
601         -- going to remove the constructor while coercing it to a lifted type.
602         -- And newtypes can't be bang'd
603 \end{code}
604
605
606 %************************************************************************
607 %*                                                                      *
608 \subsection{Type checking}
609 %*                                                                      *
610 %************************************************************************
611
612 \begin{code}
613 tcSynDecls :: [LTyClDecl Name] -> TcM [TyThing]
614 tcSynDecls [] = return []
615 tcSynDecls (decl : decls) 
616   = do { syn_tc <- addLocM tcSynDecl decl
617        ; syn_tcs <- tcExtendGlobalEnv [syn_tc] (tcSynDecls decls)
618        ; return (syn_tc : syn_tcs) }
619
620 tcSynDecl
621   (TySynonym {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdSynRhs = rhs_ty})
622   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
623     { traceTc (text "tcd1" <+> ppr tc_name) 
624     ; rhs_ty' <- tcHsKindedType rhs_ty
625     ; return (ATyCon (buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty'))) }
626
627 --------------------
628 tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
629
630 tcTyClDecl calc_isrec decl
631   = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_isrec decl)
632
633   -- kind signature for a type function
634 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
635   (TyFunction {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = kind})
636   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
637   { traceTc (text "type family: " <+> ppr tc_name) 
638   ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
639
640         -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
641   ; checkTc gla_exts $ badSigTyDecl tc_name
642
643   ; return [ATyCon $ buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind)]
644   }
645
646   -- kind signature for an indexed data type
647 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
648   (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
649            tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = Just ksig, tcdCons = []})
650   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
651   { traceTc (text "data/newtype family: " <+> ppr tc_name) 
652   ; extra_tvs <- tcDataKindSig (Just ksig)
653   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs    -- we may not need these
654
655   ; checkTc (null . unLoc $ ctxt) $ badKindSigCtxt tc_name
656   ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
657
658         -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
659   ; checkTc gla_exts $ badSigTyDecl tc_name
660
661   ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
662                (case new_or_data of
663                   DataType -> OpenDataTyCon
664                   NewType  -> OpenNewTyCon)
665                Recursive False True Nothing
666   ; return [ATyCon tycon]
667   }
668
669 tcTyClDecl1 calc_isrec
670   (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
671            tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = mb_ksig, tcdCons = cons})
672   = tcTyVarBndrs tvs    $ \ tvs' -> do 
673   { extra_tvs <- tcDataKindSig mb_ksig
674   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs
675   ; stupid_theta <- tcHsKindedContext ctxt
676   ; want_generic <- doptM Opt_Generics
677   ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
678   ; gla_exts     <- doptM Opt_GlasgowExts
679   ; is_boot      <- tcIsHsBoot  -- Are we compiling an hs-boot file?
680
681         -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
682   ; checkTc (gla_exts || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
683
684         -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
685   ; checkTc (gla_exts || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
686
687         -- Check that the stupid theta is empty for a GADT-style declaration
688   ; checkTc (null stupid_theta || h98_syntax) (badStupidTheta tc_name)
689
690         -- Check that there's at least one condecl,
691         -- or else we're reading an hs-boot file, or -fglasgow-exts
692   ; checkTc (not (null cons) || gla_exts || is_boot)
693             (emptyConDeclsErr tc_name)
694     
695         -- Check that a newtype has exactly one constructor
696   ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton cons) 
697             (newtypeConError tc_name (length cons))
698
699   ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
700         { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
701                                                  tycon final_tvs)) 
702                              cons
703         ; tc_rhs <-
704             if null cons && is_boot     -- In a hs-boot file, empty cons means
705             then return AbstractTyCon   -- "don't know"; hence Abstract
706             else case new_or_data of
707                    DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
708                    NewType  -> 
709                        ASSERT( isSingleton data_cons )
710                        mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
711         ; buildAlgTyCon tc_name final_tvs stupid_theta tc_rhs is_rec
712             (want_generic && canDoGenerics data_cons) h98_syntax Nothing
713         })
714   ; return [ATyCon tycon]
715   }
716   where
717     is_rec   = calc_isrec tc_name
718     h98_syntax = case cons of   -- All constructors have same shape
719                         L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
720                         other -> True
721
722 tcTyClDecl1 calc_isrec 
723   (ClassDecl {tcdLName = L _ class_name, tcdTyVars = tvs, 
724               tcdCtxt = ctxt, tcdMeths = meths,
725               tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats} )
726   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
727   { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
728   ; fds' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
729   ; atss <- mappM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
730   ; let ats' = zipWith setTyThingPoss atss (map (tcdTyVars . unLoc) ats)
731   ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
732   ; clas <- fixM (\ clas ->
733                 let     -- This little knot is just so we can get
734                         -- hold of the name of the class TyCon, which we
735                         -- need to look up its recursiveness
736                     tycon_name = tyConName (classTyCon clas)
737                     tc_isrec = calc_isrec tycon_name
738                 in
739                 buildClass class_name tvs' ctxt' fds' ats'
740                            sig_stuff tc_isrec)
741   ; return (AClass clas : ats')
742       -- NB: Order is important due to the call to `mkGlobalThings' when
743       --     tying the the type and class declaration type checking knot.
744   }
745   where
746     tc_fundep (tvs1, tvs2) = do { tvs1' <- mappM tcLookupTyVar tvs1 ;
747                                 ; tvs2' <- mappM tcLookupTyVar tvs2 ;
748                                 ; return (tvs1', tvs2') }
749
750     -- For each AT argument compute the position of the corresponding class
751     -- parameter in the class head.  This will later serve as a permutation
752     -- vector when checking the validity of instance declarations.
753     setTyThingPoss [ATyCon tycon] atTyVars = 
754       let classTyVars = hsLTyVarNames tvs
755           poss        =   catMaybes 
756                         . map (`elemIndex` classTyVars) 
757                         . hsLTyVarNames 
758                         $ atTyVars
759                      -- There will be no Nothing, as we already passed renaming
760       in 
761       ATyCon (setTyConArgPoss tycon poss)
762     setTyThingPoss _              _ = panic "TcTyClsDecls.setTyThingPoss"
763
764 tcTyClDecl1 calc_isrec 
765   (ForeignType {tcdLName = L _ tc_name, tcdExtName = tc_ext_name})
766   = returnM [ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0)]
767
768 -----------------------------------
769 tcConDecl :: Bool               -- True <=> -funbox-strict_fields
770           -> NewOrData 
771           -> TyCon -> [TyVar] 
772           -> ConDecl Name 
773           -> TcM DataCon
774
775 tcConDecl unbox_strict NewType tycon tc_tvs     -- Newtypes
776           (ConDecl name _ ex_tvs ex_ctxt details ResTyH98)
777   = do  { let tc_datacon field_lbls arg_ty
778                 = do { arg_ty' <- tcHsKindedType arg_ty -- No bang on newtype
779                      ; buildDataCon (unLoc name) False {- Prefix -} 
780                                     [NotMarkedStrict]
781                                     (map unLoc field_lbls)
782                                     tc_tvs []  -- No existentials
783                                     [] []      -- No equalities, predicates
784                                     [arg_ty']
785                                     tycon }
786
787                 -- Check that a newtype has no existential stuff
788         ; checkTc (null ex_tvs && null (unLoc ex_ctxt)) (newtypeExError name)
789
790         ; case details of
791             PrefixCon [arg_ty]           -> tc_datacon [] arg_ty
792             RecCon [(field_lbl, arg_ty)] -> tc_datacon [field_lbl] arg_ty
793             other                        -> 
794               failWithTc (newtypeFieldErr name (length (hsConArgs details)))
795                         -- Check that the constructor has exactly one field
796         }
797
798 tcConDecl unbox_strict DataType tycon tc_tvs    -- Data types
799           (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty)
800   = tcTyVarBndrs tvs            $ \ tvs' -> do 
801     { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
802     ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, data_tc) <- tcResultType tycon tc_tvs tvs' res_ty
803     ; let 
804         tc_datacon is_infix field_lbls btys
805           = do { let bangs = map getBangStrictness btys
806                ; arg_tys <- mappM tcHsBangType btys
807                ; buildDataCon (unLoc name) is_infix
808                     (argStrictness unbox_strict tycon bangs arg_tys)
809                     (map unLoc field_lbls)
810                     univ_tvs ex_tvs eq_preds ctxt' arg_tys
811                     data_tc }
812                 -- NB:  we put data_tc, the type constructor gotten from the
813                 --      constructor type signature into the data constructor;
814                 --      that way checkValidDataCon can complain if it's wrong.
815
816     ; case details of
817         PrefixCon btys     -> tc_datacon False [] btys
818         InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon True  [] [bty1,bty2]
819         RecCon fields      -> tc_datacon False field_names btys
820                            where
821                               (field_names, btys) = unzip fields
822                               
823     }
824
825 tcResultType :: TyCon
826              -> [TyVar]         -- data T a b c = ...
827              -> [TyVar]         -- where MkT :: forall a b c. ...
828              -> ResType Name
829              -> TcM ([TyVar],           -- Universal
830                      [TyVar],           -- Existential
831                      [(TyVar,Type)],    -- Equality predicates
832                      TyCon)             -- TyCon given in the ResTy
833         -- We don't check that the TyCon given in the ResTy is
834         -- the same as the parent tycon, becuase we are in the middle
835         -- of a recursive knot; so it's postponed until checkValidDataCon
836
837 tcResultType decl_tycon tc_tvs dc_tvs ResTyH98
838   = return (tc_tvs, dc_tvs, [], decl_tycon)
839         -- In H98 syntax the dc_tvs are the existential ones
840         --      data T a b c = forall d e. MkT ...
841         -- The {a,b,c} are tc_tvs, and {d,e} are dc_tvs
842
843 tcResultType _ tc_tvs dc_tvs (ResTyGADT res_ty)
844         -- E.g.  data T a b c where
845         --         MkT :: forall x y z. T (x,y) z z
846         -- Then we generate
847         --      ([a,z,c], [x,y], [a:=:(x,y), c:=:z], T)
848
849   = do  { (dc_tycon, res_tys) <- tcLHsConResTy res_ty
850                 -- NB: tc_tvs and dc_tvs are distinct
851         ; let univ_tvs = choose_univs [] tc_tvs res_tys
852                 -- Each univ_tv is either a dc_tv or a tc_tv
853               ex_tvs = dc_tvs `minusList` univ_tvs
854               eq_spec = [ (tv, ty) | (tv,ty) <- univ_tvs `zip` res_tys, 
855                                       tv `elem` tc_tvs]
856         ; return (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, dc_tycon) }
857   where
858         -- choose_univs uses the res_ty itself if it's a type variable
859         -- and hasn't already been used; otherwise it uses one of the tc_tvs
860     choose_univs used tc_tvs []
861         = ASSERT( null tc_tvs ) []
862     choose_univs used (tc_tv:tc_tvs) (res_ty:res_tys) 
863         | Just tv <- tcGetTyVar_maybe res_ty, not (tv `elem` used)
864         = tv    : choose_univs (tv:used) tc_tvs res_tys
865         | otherwise
866         = tc_tv : choose_univs used tc_tvs res_tys
867
868 -------------------
869 argStrictness :: Bool           -- True <=> -funbox-strict_fields
870               -> TyCon -> [HsBang]
871               -> [TcType] -> [StrictnessMark]
872 argStrictness unbox_strict tycon bangs arg_tys
873  = ASSERT( length bangs == length arg_tys )
874    zipWith (chooseBoxingStrategy unbox_strict tycon) arg_tys bangs
875
876 -- We attempt to unbox/unpack a strict field when either:
877 --   (i)  The field is marked '!!', or
878 --   (ii) The field is marked '!', and the -funbox-strict-fields flag is on.
879 --
880 -- We have turned off unboxing of newtypes because coercions make unboxing 
881 -- and reboxing more complicated
882 chooseBoxingStrategy :: Bool -> TyCon -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
883 chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields tycon arg_ty bang
884   = case bang of
885         HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
886         HsStrict | unbox_strict_fields 
887                    && can_unbox arg_ty              -> MarkedUnboxed
888         HsUnbox  | can_unbox arg_ty                 -> MarkedUnboxed
889         other                                       -> MarkedStrict
890   where
891     -- we can unbox if the type is a chain of newtypes with a product tycon
892     -- at the end
893     can_unbox arg_ty = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
894                    Nothing                      -> False
895                    Just (arg_tycon, tycon_args) -> 
896                        not (isRecursiveTyCon tycon) &&
897                        isProductTyCon arg_tycon &&
898                        (if isNewTyCon arg_tycon then 
899                             can_unbox (newTyConInstRhs arg_tycon tycon_args)
900                         else True)
901 \end{code}
902
903 %************************************************************************
904 %*                                                                      *
905 \subsection{Dependency analysis}
906 %*                                                                      *
907 %************************************************************************
908
909 Validity checking is done once the mutually-recursive knot has been
910 tied, so we can look at things freely.
911
912 \begin{code}
913 checkCycleErrs :: [LTyClDecl Name] -> TcM ()
914 checkCycleErrs tyclss
915   | null cls_cycles
916   = return ()
917   | otherwise
918   = do  { mappM_ recClsErr cls_cycles
919         ; failM }       -- Give up now, because later checkValidTyCl
920                         -- will loop if the synonym is recursive
921   where
922     cls_cycles = calcClassCycles tyclss
923
924 checkValidTyCl :: TyClDecl Name -> TcM ()
925 -- We do the validity check over declarations, rather than TyThings
926 -- only so that we can add a nice context with tcAddDeclCtxt
927 checkValidTyCl decl
928   = tcAddDeclCtxt decl $
929     do  { thing <- tcLookupLocatedGlobal (tcdLName decl)
930         ; traceTc (text "Validity of" <+> ppr thing)    
931         ; case thing of
932             ATyCon tc -> checkValidTyCon tc
933             AClass cl -> checkValidClass cl 
934         ; traceTc (text "Done validity of" <+> ppr thing)       
935         }
936
937 -------------------------
938 -- For data types declared with record syntax, we require
939 -- that each constructor that has a field 'f' 
940 --      (a) has the same result type
941 --      (b) has the same type for 'f'
942 -- module alpha conversion of the quantified type variables
943 -- of the constructor.
944
945 checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
946 checkValidTyCon tc 
947   | isSynTyCon tc 
948   = case synTyConRhs tc of
949       OpenSynTyCon _  -> return ()
950       SynonymTyCon ty -> checkValidType syn_ctxt ty
951   | otherwise
952   =     -- Check the context on the data decl
953     checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConStupidTheta tc)     `thenM_` 
954         
955         -- Check arg types of data constructors
956     mappM_ (checkValidDataCon tc) data_cons                     `thenM_`
957
958         -- Check that fields with the same name share a type
959     mappM_ check_fields groups
960
961   where
962     syn_ctxt  = TySynCtxt name
963     name      = tyConName tc
964     data_cons = tyConDataCons tc
965
966     groups = equivClasses cmp_fld (concatMap get_fields data_cons)
967     cmp_fld (f1,_) (f2,_) = f1 `compare` f2
968     get_fields con = dataConFieldLabels con `zip` repeat con
969         -- dataConFieldLabels may return the empty list, which is fine
970
971     -- See Note [GADT record selectors] in MkId.lhs
972     -- We must check (a) that the named field has the same 
973     --                   type in each constructor
974     --               (b) that those constructors have the same result type
975     --
976     -- However, the constructors may have differently named type variable
977     -- and (worse) we don't know how the correspond to each other.  E.g.
978     --     C1 :: forall a b. { f :: a, g :: b } -> T a b
979     --     C2 :: forall d c. { f :: c, g :: c } -> T c d
980     -- 
981     -- So what we do is to ust Unify.tcMatchTys to compare the first candidate's
982     -- result type against other candidates' types BOTH WAYS ROUND.
983     -- If they magically agrees, take the substitution and
984     -- apply them to the latter ones, and see if they match perfectly.
985     check_fields fields@((label, con1) : other_fields)
986         -- These fields all have the same name, but are from
987         -- different constructors in the data type
988         = recoverM (return ()) $ mapM_ checkOne other_fields
989                 -- Check that all the fields in the group have the same type
990                 -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
991                 -- data type use the same type variables
992         where
993         tvs1 = mkVarSet (dataConAllTyVars con1)
994         res1 = dataConResTys con1
995         fty1 = dataConFieldType con1 label
996
997         checkOne (_, con2)    -- Do it bothways to ensure they are structurally identical
998             = do { checkFieldCompat label con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
999                  ; checkFieldCompat label con2 con1 tvs2 res2 res1 fty2 fty1 }
1000             where        
1001                 tvs2 = mkVarSet (dataConAllTyVars con2)
1002                 res2 = dataConResTys con2 
1003                 fty2 = dataConFieldType con2 label
1004
1005 checkFieldCompat fld con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
1006   = do  { checkTc (isJust mb_subst1) (resultTypeMisMatch fld con1 con2)
1007         ; checkTc (isJust mb_subst2) (fieldTypeMisMatch fld con1 con2) }
1008   where
1009     mb_subst1 = tcMatchTys tvs1 res1 res2
1010     mb_subst2 = tcMatchTyX tvs1 (expectJust "checkFieldCompat" mb_subst1) fty1 fty2
1011
1012 -------------------------------
1013 checkValidDataCon :: TyCon -> DataCon -> TcM ()
1014 checkValidDataCon tc con
1015   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))     $
1016     addErrCtxt (dataConCtxt con)                $ 
1017     do  { checkTc (dataConTyCon con == tc) (badDataConTyCon con)
1018         ; checkValidType ctxt (dataConUserType con) }
1019   where
1020     ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
1021
1022 -------------------------------
1023 checkValidClass :: Class -> TcM ()
1024 checkValidClass cls
1025   = do  {       -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
1026           gla_exts <- doptM Opt_GlasgowExts
1027
1028         -- Check that the class is unary, unless GlaExs
1029         ; checkTc (notNull tyvars) (nullaryClassErr cls)
1030         ; checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)
1031
1032         -- Check the super-classes
1033         ; checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta
1034
1035         -- Check the class operations
1036         ; mappM_ (check_op gla_exts) op_stuff
1037
1038         -- Check that if the class has generic methods, then the
1039         -- class has only one parameter.  We can't do generic
1040         -- multi-parameter type classes!
1041         ; checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
1042         }
1043   where
1044     (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
1045     unary       = isSingleton tyvars
1046     no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
1047
1048     check_op gla_exts (sel_id, dm) 
1049       = addErrCtxt (classOpCtxt sel_id tau) $ do
1050         { checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)
1051                 -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
1052                 -- class itself, leaving just the method type
1053
1054         ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
1055
1056                 -- Check that the type mentions at least one of
1057                 -- the class type variables
1058         ; checkTc (any (`elemVarSet` tyVarsOfType tau) tyvars)
1059                   (noClassTyVarErr cls sel_id)
1060
1061                 -- Check that for a generic method, the type of 
1062                 -- the method is sufficiently simple
1063         ; checkTc (dm /= GenDefMeth || validGenericMethodType tau)
1064                   (badGenericMethodType op_name op_ty)
1065         }
1066         where
1067           op_name = idName sel_id
1068           op_ty   = idType sel_id
1069           (_,theta1,tau1) = tcSplitSigmaTy op_ty
1070           (_,theta2,tau2)  = tcSplitSigmaTy tau1
1071           (theta,tau) | gla_exts  = (theta1 ++ theta2, tau2)
1072                       | otherwise = (theta1,           mkPhiTy (tail theta1) tau1)
1073                 -- Ugh!  The function might have a type like
1074                 --      op :: forall a. C a => forall b. (Eq b, Eq a) => tau2
1075                 -- With -fglasgow-exts, we want to allow this, even though the inner 
1076                 -- forall has an (Eq a) constraint.  Whereas in general, each constraint 
1077                 -- in the context of a for-all must mention at least one quantified
1078                 -- type variable.  What a mess!
1079
1080
1081 ---------------------------------------------------------------------
1082 resultTypeMisMatch field_name con1 con2
1083   = vcat [sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
1084                 ptext SLIT("have a common field") <+> quotes (ppr field_name) <> comma],
1085           nest 2 $ ptext SLIT("but have different result types")]
1086 fieldTypeMisMatch field_name con1 con2
1087   = sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
1088          ptext SLIT("give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
1089
1090 dataConCtxt con = ptext SLIT("In the definition of data constructor") <+> quotes (ppr con)
1091
1092 classOpCtxt sel_id tau = sep [ptext SLIT("When checking the class method:"),
1093                               nest 2 (ppr sel_id <+> dcolon <+> ppr tau)]
1094
1095 nullaryClassErr cls
1096   = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
1097
1098 classArityErr cls
1099   = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
1100           parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
1101
1102 noClassTyVarErr clas op
1103   = sep [ptext SLIT("The class method") <+> quotes (ppr op),
1104          ptext SLIT("mentions none of the type variables of the class") <+> 
1105                 ppr clas <+> hsep (map ppr (classTyVars clas))]
1106
1107 genericMultiParamErr clas
1108   = ptext SLIT("The multi-parameter class") <+> quotes (ppr clas) <+> 
1109     ptext SLIT("cannot have generic methods")
1110
1111 badGenericMethodType op op_ty
1112   = hang (ptext SLIT("Generic method type is too complex"))
1113        4 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
1114                 ptext SLIT("You can only use type variables, arrows, lists, and tuples")])
1115
1116 recSynErr syn_decls
1117   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
1118     addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in type synonym declarations:"),
1119                  nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
1120   where
1121     sorted_decls = sortLocated syn_decls
1122     ppr_decl (L loc decl) = ppr loc <> colon <+> ppr decl
1123
1124 recClsErr cls_decls
1125   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
1126     addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in class declarations (via superclasses):"),
1127                  nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
1128   where
1129     sorted_decls = sortLocated cls_decls
1130     ppr_decl (L loc decl) = ppr loc <> colon <+> ppr (decl { tcdSigs = [] })
1131
1132 sortLocated :: [Located a] -> [Located a]
1133 sortLocated things = sortLe le things
1134   where
1135     le (L l1 _) (L l2 _) = l1 <= l2
1136
1137 badDataConTyCon data_con
1138   = hang (ptext SLIT("Data constructor") <+> quotes (ppr data_con) <+>
1139                 ptext SLIT("returns type") <+> quotes (ppr (dataConTyCon data_con)))
1140        2 (ptext SLIT("instead of its parent type"))
1141
1142 badGadtDecl tc_name
1143   = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+> quotes (ppr tc_name)
1144          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow GADTs")) ]
1145
1146 badStupidTheta tc_name
1147   = ptext SLIT("A data type declared in GADT style cannot have a context:") <+> quotes (ppr tc_name)
1148
1149 newtypeConError tycon n
1150   = sep [ptext SLIT("A newtype must have exactly one constructor,"),
1151          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n ]
1152
1153 newtypeExError con
1154   = sep [ptext SLIT("A newtype constructor cannot have an existential context,"),
1155          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does")]
1156
1157 newtypeFieldErr con_name n_flds
1158   = sep [ptext SLIT("The constructor of a newtype must have exactly one field"), 
1159          nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con_name) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n_flds]
1160
1161 badSigTyDecl tc_name
1162   = vcat [ ptext SLIT("Illegal kind signature") <+>
1163            quotes (ppr tc_name)
1164          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow indexed types")) ]
1165
1166 badKindSigCtxt tc_name
1167   = vcat [ ptext SLIT("Illegal context in kind signature") <+>
1168            quotes (ppr tc_name)
1169          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Currently, kind signatures cannot have a context")) ]
1170
1171 badIdxTyDecl tc_name
1172   = vcat [ ptext SLIT("Illegal indexed type instance for") <+>
1173            quotes (ppr tc_name)
1174          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow indexed types")) ]
1175
1176 badGadtIdxTyDecl tc_name
1177   = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+>
1178            quotes (ppr tc_name)
1179          , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Indexed types cannot use GADT declarations")) ]
1180
1181 tooManyParmsErr tc_name
1182   = ptext SLIT("Indexed type instance has too many parameters:") <+> 
1183     quotes (ppr tc_name)
1184
1185 tooFewParmsErr tc_name
1186   = ptext SLIT("Indexed type instance has too few parameters:") <+> 
1187     quotes (ppr tc_name)
1188
1189 badBootTyIdxDeclErr = 
1190   ptext SLIT("Illegal indexed type instance in hs-boot file")
1191
1192 wrongKindOfFamily family =
1193   ptext SLIT("Wrong category of type instance; declaration was for a") <+>
1194   kindOfFamily
1195   where
1196     kindOfFamily | isSynTyCon  family = ptext SLIT("type synonym")
1197                  | isDataTyCon family = ptext SLIT("data type")
1198                  | isNewTyCon  family = ptext SLIT("newtype")
1199
1200 emptyConDeclsErr tycon
1201   = sep [quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no constructors"),
1202          nest 2 $ ptext SLIT("(-fglasgow-exts permits this)")]
1203 \end{code}