Wibble to InstEnv.instanceHead
[ghc-hetmet.git] / compiler / types / TyCon.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
4 %
5
6 The @TyCon@ datatype
7
8 \begin{code}
9 module TyCon(
10         -- * Main TyCon data types
11         TyCon, FieldLabel, 
12
13         AlgTyConRhs(..), visibleDataCons, 
14         TyConParent(..), isNoParent,
15         SynTyConRhs(..),
16         CoTyConDesc(..),
17
18         -- ** Constructing TyCons
19         mkAlgTyCon,
20         mkClassTyCon,
21         mkFunTyCon,
22         mkPrimTyCon,
23         mkKindTyCon,
24         mkLiftedPrimTyCon,
25         mkTupleTyCon,
26         mkSynTyCon,
27         mkSuperKindTyCon,
28         mkCoercionTyCon,
29         mkForeignTyCon,
30         mkAnyTyCon,
31
32         -- ** Predicates on TyCons
33         isAlgTyCon,
34         isClassTyCon, isFamInstTyCon, 
35         isFunTyCon, 
36         isPrimTyCon,
37         isTupleTyCon, isUnboxedTupleTyCon, isBoxedTupleTyCon, 
38         isSynTyCon, isClosedSynTyCon, 
39         isSuperKindTyCon, isDecomposableTyCon,
40         isCoercionTyCon, isCoercionTyCon_maybe,
41         isForeignTyCon, isAnyTyCon, tyConHasKind,
42
43         isInjectiveTyCon,
44         isDataTyCon, isProductTyCon, isEnumerationTyCon, 
45         isNewTyCon, isAbstractTyCon, 
46         isFamilyTyCon, isSynFamilyTyCon, isDataFamilyTyCon,
47         isUnLiftedTyCon,
48         isGadtSyntaxTyCon,
49         isTyConAssoc,
50         isRecursiveTyCon,
51         isHiBootTyCon,
52         isImplicitTyCon, tyConHasGenerics,
53
54         -- ** Extracting information out of TyCons
55         tyConName,
56         tyConKind,
57         tyConUnique,
58         tyConTyVars,
59         tyConDataCons, tyConDataCons_maybe, tyConSingleDataCon_maybe,
60         tyConFamilySize,
61         tyConStupidTheta,
62         tyConArity,
63         tyConParent,
64         tyConClass_maybe,
65         tyConFamInst_maybe, tyConFamilyCoercion_maybe,tyConFamInstSig_maybe,
66         synTyConDefn, synTyConRhs, synTyConType, 
67         tyConExtName,           -- External name for foreign types
68         algTyConRhs,
69         newTyConRhs, newTyConEtadRhs, unwrapNewTyCon_maybe, 
70         tupleTyConBoxity,
71
72         -- ** Manipulating TyCons
73         tcExpandTyCon_maybe, coreExpandTyCon_maybe,
74         makeTyConAbstract,
75         newTyConCo_maybe,
76
77         -- * Primitive representations of Types
78         PrimRep(..),
79         tyConPrimRep,
80         primRepSizeW
81 ) where
82
83 #include "HsVersions.h"
84
85 import {-# SOURCE #-} TypeRep ( Kind, Type, PredType )
86 import {-# SOURCE #-} DataCon ( DataCon, isVanillaDataCon )
87
88 import Var
89 import Class
90 import BasicTypes
91 import Name
92 import PrelNames
93 import Maybes
94 import Outputable
95 import FastString
96 import Constants
97 import Util
98 import qualified Data.Data as Data
99 \end{code}
100
101 -----------------------------------------------
102         Notes about type families
103 -----------------------------------------------
104
105 Note [Type synonym families]
106 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
107 * Type synonym families, also known as "type functions", map directly
108   onto the type functions in FC:
109
110         type family F a :: *
111         type instance F Int = Bool
112         ..etc...
113
114 * Reply "yes" to isSynFamilyTyCon, and isFamilyTyCon
115
116 * From the user's point of view (F Int) and Bool are simply 
117   equivalent types.
118
119 * A Haskell 98 type synonym is a degenerate form of a type synonym
120   family.
121
122 * Type functions can't appear in the LHS of a type function:
123         type instance F (F Int) = ...   -- BAD!
124
125 * Translation of type family decl:
126         type family F a :: *
127   translates to
128     a SynTyCon 'F', whose SynTyConRhs is SynFamilyTyCon
129
130 * Translation of type instance decl:
131         type instance F [a] = Maybe a
132   translates to
133     A SynTyCon 'R:FList a', whose 
134        SynTyConRhs is (SynonymTyCon (Maybe a))
135        TyConParent is (FamInstTyCon F [a] co)
136          where co :: F [a] ~ R:FList a
137     Notice that we introduce a gratuitous vanilla type synonym
138        type R:FList a = Maybe a
139     solely so that type and data families can be treated more
140     uniformly, via a single FamInstTyCon descriptor        
141
142 * In the future we might want to support
143     * closed type families (esp when we have proper kinds)
144     * injective type families (allow decomposition)
145   but we don't at the moment [2010]
146
147 Note [Data type families]
148 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
149 See also Note [Wrappers for data instance tycons] in MkId.lhs
150
151 * Data type families are declared thus
152         data family T a :: *
153         data instance T Int = T1 | T2 Bool
154
155   Here T is the "family TyCon".
156
157 * Reply "yes" to isDataFamilyTyCon, and isFamilyTyCon
158
159 * The user does not see any "equivalent types" as he did with type
160   synonym families.  He just sees constructors with types
161         T1 :: T Int
162         T2 :: Bool -> T Int
163
164 * Here's the FC version of the above declarations:
165
166         data T a
167         data R:TInt = T1 | T2 Bool
168         axiom ax_ti : T Int ~ R:TInt
169
170   The R:TInt is the "representation TyCons".
171   It has an AlgTyConParent of
172         FamInstTyCon T [Int] ax_ti
173
174 * The data contructor T2 has a wrapper (which is what the 
175   source-level "T2" invokes):
176
177         $WT2 :: Bool -> T Int
178         $WT2 b = T2 b `cast` sym ax_ti
179
180 * A data instance can declare a fully-fledged GADT:
181
182         data instance T (a,b) where
183           X1 :: T (Int,Bool)
184           X2 :: a -> b -> T (a,b)
185
186   Here's the FC version of the above declaration:
187
188         data R:TPair a where
189           X1 :: R:TPair Int Bool
190           X2 :: a -> b -> R:TPair a b
191         axiom ax_pr :: T (a,b) ~ R:TPair a b
192
193         $WX1 :: forall a b. a -> b -> T (a,b)
194         $WX1 a b (x::a) (y::b) = X2 a b x y `cast` sym (ax_pr a b)
195
196   The R:TPair are the "representation TyCons".
197   We have a bit of work to do, to unpick the result types of the
198   data instance declaration for T (a,b), to get the result type in the
199   representation; e.g.  T (a,b) --> R:TPair a b
200
201   The representation TyCon R:TList, has an AlgTyConParent of
202
203         FamInstTyCon T [(a,b)] ax_pr
204
205 * Notice that T is NOT translated to a FC type function; it just
206   becomes a "data type" with no constructors, which can be coerced inot
207   into R:TInt, R:TPair by the axioms.  These axioms
208   axioms come into play when (and *only* when) you
209         - use a data constructor
210         - do pattern matching
211   Rather like newtype, in fact
212
213   As a result
214
215   - T behaves just like a data type so far as decomposition is concerned
216
217   - (T Int) is not implicitly converted to R:TInt during type inference. 
218     Indeed the latter type is unknown to the programmer.
219
220   - There *is* an instance for (T Int) in the type-family instance 
221     environment, but it is only used for overlap checking
222
223   - It's fine to have T in the LHS of a type function:
224     type instance F (T a) = [a]
225
226   It was this last point that confused me!  The big thing is that you
227   should not think of a data family T as a *type function* at all, not
228   even an injective one!  We can't allow even injective type functions
229   on the LHS of a type function:
230         type family injective G a :: *
231         type instance F (G Int) = Bool
232   is no good, even if G is injective, because consider
233         type instance G Int = Bool
234         type instance F Bool = Char
235
236   So a data type family is not an injective type function. It's just a
237   data type with some axioms that connect it to other data types. 
238
239 %************************************************************************
240 %*                                                                      *
241 \subsection{The data type}
242 %*                                                                      *
243 %************************************************************************
244
245 \begin{code}
246 -- | TyCons represent type constructors. Type constructors are introduced by things such as:
247 --
248 -- 1) Data declarations: @data Foo = ...@ creates the @Foo@ type constructor of kind @*@
249 --
250 -- 2) Type synonyms: @type Foo = ...@ creates the @Foo@ type constructor
251 --
252 -- 3) Newtypes: @newtype Foo a = MkFoo ...@ creates the @Foo@ type constructor of kind @* -> *@
253 --
254 -- 4) Class declarations: @class Foo where@ creates the @Foo@ type constructor of kind @*@
255 --
256 -- 5) Type coercions! This is because we represent a coercion from @t1@ to @t2@ 
257 --    as a 'Type', where that type has kind @t1 ~ t2@. See "Coercion" for more on this
258 --
259 -- This data type also encodes a number of primitive, built in type constructors such as those
260 -- for function and tuple types.
261 data TyCon
262   = -- | The function type constructor, @(->)@
263     FunTyCon {
264         tyConUnique :: Unique,
265         tyConName   :: Name,
266         tc_kind   :: Kind,
267         tyConArity  :: Arity
268     }
269
270   -- | Algebraic type constructors, which are defined to be those
271   -- arising @data@ type and @newtype@ declarations.  All these
272   -- constructors are lifted and boxed. See 'AlgTyConRhs' for more
273   -- information.
274   | AlgTyCon {          
275         tyConUnique :: Unique,
276         tyConName   :: Name,
277         tc_kind   :: Kind,
278         tyConArity  :: Arity,
279
280         tyConTyVars :: [TyVar],   -- ^ The type variables used in the type constructor.
281                                   -- Invariant: length tyvars = arity
282                                   -- Precisely, this list scopes over:
283                                   --
284                                   -- 1. The 'algTcStupidTheta'
285                                   -- 2. The cached types in 'algTyConRhs.NewTyCon'
286                                   -- 3. The family instance types if present
287                                   --
288                                   -- Note that it does /not/ scope over the data constructors.
289
290         algTcGadtSyntax  :: Bool,       -- ^ Was the data type declared with GADT syntax? 
291                                         -- If so, that doesn't mean it's a true GADT; 
292                                         -- only that the "where" form was used. 
293                                         -- This field is used only to guide pretty-printing
294
295         algTcStupidTheta :: [PredType], -- ^ The \"stupid theta\" for the data type 
296                                         -- (always empty for GADTs).
297                                         -- A \"stupid theta\" is the context to the left 
298                                         -- of an algebraic type declaration, 
299                                         -- e.g. @Eq a@ in the declaration 
300                                         --    @data Eq a => T a ...@.
301
302         algTcRhs :: AlgTyConRhs,  -- ^ Contains information about the 
303                                   -- data constructors of the algebraic type
304
305         algTcRec :: RecFlag,      -- ^ Tells us whether the data type is part 
306                                   -- of a mutually-recursive group or not
307
308         hasGenerics :: Bool,      -- ^ Whether generic (in the -XGenerics sense) 
309                                   -- to\/from functions are available in the exports 
310                                   -- of the data type's source module.
311
312         algTcParent :: TyConParent      -- ^ Gives the class or family declaration 'TyCon' 
313                                         -- for derived 'TyCon's representing class 
314                                         -- or family instances, respectively. 
315                                         -- See also 'synTcParent'
316     }
317
318   -- | Represents the infinite family of tuple type constructors, 
319   --   @()@, @(a,b)@, @(# a, b #)@ etc.
320   | TupleTyCon {
321         tyConUnique :: Unique,
322         tyConName   :: Name,
323         tc_kind   :: Kind,
324         tyConArity  :: Arity,
325         tyConBoxed  :: Boxity,
326         tyConTyVars :: [TyVar],
327         dataCon     :: DataCon, -- ^ Corresponding tuple data constructor
328         hasGenerics :: Bool
329     }
330
331   -- | Represents type synonyms
332   | SynTyCon {
333         tyConUnique  :: Unique,
334         tyConName    :: Name,
335         tc_kind    :: Kind,
336         tyConArity   :: Arity,
337
338         tyConTyVars  :: [TyVar],        -- Bound tyvars
339
340         synTcRhs     :: SynTyConRhs,    -- ^ Contains information about the 
341                                         -- expansion of the synonym
342
343         synTcParent  :: TyConParent     -- ^ Gives the family declaration 'TyCon'
344                                         -- of 'TyCon's representing family instances
345
346     }
347
348   -- | Primitive types; cannot be defined in Haskell. This includes
349   -- the usual suspects (such as @Int#@) as well as foreign-imported
350   -- types and kinds
351   | PrimTyCon {                 
352         tyConUnique   :: Unique,
353         tyConName     :: Name,
354         tc_kind       :: Kind,
355         tyConArity    :: Arity,         -- SLPJ Oct06: I'm not sure what the significance
356                                         --             of the arity of a primtycon is!
357
358         primTyConRep  :: PrimRep,       -- ^ Many primitive tycons are unboxed, but some are
359                                         --   boxed (represented by pointers). This 'PrimRep'
360                                         --   holds that information.
361                                         -- Only relevant if tc_kind = *
362
363         isUnLifted   :: Bool,           -- ^ Most primitive tycons are unlifted 
364                                         --   (may not contain bottom)
365                                         --   but foreign-imported ones may be lifted
366
367         tyConExtName :: Maybe FastString   -- ^ @Just e@ for foreign-imported types, 
368                                            --   holds the name of the imported thing
369     }
370
371   -- | Type coercions, such as @(~)@, @sym@, @trans@, @left@ and @right@.
372   -- INVARIANT: Coercion TyCons are always fully applied
373   --            But note that a CoTyCon can be *over*-saturated in a type.
374   --            E.g.  (sym g1) Int  will be represented as (TyConApp sym [g1,Int])
375   | CoTyCon {   
376         tyConUnique :: Unique,
377         tyConName   :: Name,
378         tyConArity  :: Arity,
379         coTcDesc    :: CoTyConDesc
380     }
381
382   -- | Any types.  Like tuples, this is a potentially-infinite family of TyCons
383   --   one for each distinct Kind. They have no values at all.
384   --   Because there are infinitely many of them (like tuples) they are 
385   --   defined in GHC.Prim and have names like "Any(*->*)".  
386   --   Their Unique is derived from the OccName.
387   -- See Note [Any types] in TysPrim
388   | AnyTyCon {
389         tyConUnique  :: Unique,
390         tyConName    :: Name,
391         tc_kind    :: Kind      -- Never = *; that is done via PrimTyCon
392                                 -- See Note [Any types] in TysPrim
393     }
394
395   -- | Super-kinds. These are "kinds-of-kinds" and are never seen in
396   -- Haskell source programs.  There are only two super-kinds: TY (aka
397   -- "box"), which is the super-kind of kinds that construct types
398   -- eventually, and CO (aka "diamond"), which is the super-kind of
399   -- kinds that just represent coercions.
400   --
401   -- Super-kinds have no kind themselves, and have arity zero
402   | SuperKindTyCon {
403         tyConUnique :: Unique,
404         tyConName   :: Name
405     }
406
407 -- | Names of the fields in an algebraic record type
408 type FieldLabel = Name
409
410 -- | Represents right-hand-sides of 'TyCon's for algebraic types
411 data AlgTyConRhs
412
413     -- | Says that we know nothing about this data type, except that
414     -- it's represented by a pointer.  Used when we export a data type
415     -- abstractly into an .hi file.
416   = AbstractTyCon
417
418     -- | Represents an open type family without a fixed right hand
419     -- side.  Additional instances can appear at any time.
420     -- 
421     -- These are introduced by either a top level declaration:
422     --
423     -- > data T a :: *
424     --
425     -- Or an associated data type declaration, within a class declaration:
426     --
427     -- > class C a b where
428     -- >   data T b :: *
429   | DataFamilyTyCon
430
431     -- | Information about those 'TyCon's derived from a @data@
432     -- declaration. This includes data types with no constructors at
433     -- all.
434   | DataTyCon {
435         data_cons :: [DataCon],
436                           -- ^ The data type constructors; can be empty if the user 
437                           --   declares the type to have no constructors
438                           --
439                           -- INVARIANT: Kept in order of increasing 'DataCon' tag
440                           --      (see the tag assignment in DataCon.mkDataCon)
441
442         is_enum :: Bool   -- ^ Cached value: is this an enumeration type? 
443                           --   See Note [Enumeration types]
444     }
445
446   -- | Information about those 'TyCon's derived from a @newtype@ declaration
447   | NewTyCon {
448         data_con :: DataCon,    -- ^ The unique constructor for the @newtype@. 
449                                 --   It has no existentials
450
451         nt_rhs :: Type,         -- ^ Cached value: the argument type of the constructor, 
452                                 -- which is just the representation type of the 'TyCon'
453                                 -- (remember that @newtype@s do not exist at runtime 
454                                 -- so need a different representation type).
455                                 --
456                                 -- The free 'TyVar's of this type are the 'tyConTyVars' 
457                                 -- from the corresponding 'TyCon'
458
459         nt_etad_rhs :: ([TyVar], Type),
460                         -- ^ Same as the 'nt_rhs', but this time eta-reduced. 
461                         -- Hence the list of 'TyVar's in this field may be 
462                         -- shorter than the declared arity of the 'TyCon'.
463                         
464                         -- See Note [Newtype eta]
465       
466         nt_co :: Maybe TyCon   -- ^ A 'TyCon' (which is always a 'CoTyCon') that can 
467                                -- have a 'Coercion' extracted from it to create 
468                                -- the @newtype@ from the representation 'Type'.
469                                --
470                                -- This field is optional for non-recursive @newtype@s only.
471                                
472                                -- See Note [Newtype coercions]
473                                -- Invariant: arity = #tvs in nt_etad_rhs;
474                                --       See Note [Newtype eta]
475                                -- Watch out!  If any newtypes become transparent
476                                -- again check Trac #1072.
477     }
478
479 -- | Extract those 'DataCon's that we are able to learn about.  Note
480 -- that visibility in this sense does not correspond to visibility in
481 -- the context of any particular user program!
482 visibleDataCons :: AlgTyConRhs -> [DataCon]
483 visibleDataCons AbstractTyCon                 = []
484 visibleDataCons DataFamilyTyCon {}                    = []
485 visibleDataCons (DataTyCon{ data_cons = cs }) = cs
486 visibleDataCons (NewTyCon{ data_con = c })    = [c]
487
488 -- ^ Both type classes as well as family instances imply implicit
489 -- type constructors.  These implicit type constructors refer to their parent
490 -- structure (ie, the class or family from which they derive) using a type of
491 -- the following form.  We use 'TyConParent' for both algebraic and synonym 
492 -- types, but the variant 'ClassTyCon' will only be used by algebraic 'TyCon's.
493 data TyConParent 
494   = -- | An ordinary type constructor has no parent.
495     NoParentTyCon
496
497   -- | Type constructors representing a class dictionary.
498   | ClassTyCon          
499         Class           -- INVARIANT: the classTyCon of this Class is the current tycon
500
501   -- | An *associated* type of a class.  
502   | AssocFamilyTyCon   
503         Class           -- The class in whose declaration the family is declared
504                         -- The 'tyConTyVars' of this 'TyCon' may mention some
505                         -- of the same type variables as the classTyVars of the
506                         -- parent 'Class'.  E.g.
507                         --
508                         -- @
509                         --    class C a b where
510                         --      data T c a
511                         -- @
512                         --
513                         -- Here the 'a' is shared with the 'Class', and that is
514                         -- important. In an instance declaration we expect the
515                         -- two to be instantiated the same way.  Eg.
516                         --
517                         -- @
518                         --    instanc C [x] (Tree y) where
519                         --      data T c [x] = T1 x | T2 c
520                         -- @
521
522   -- | Type constructors representing an instance of a type family. Parameters:
523   --
524   --  1) The type family in question
525   --
526   --  2) Instance types; free variables are the 'tyConTyVars'
527   --  of the current 'TyCon' (not the family one). INVARIANT: 
528   --  the number of types matches the arity of the family 'TyCon'
529   --
530   --  3) A 'CoTyCon' identifying the representation
531   --  type with the type instance family
532   | FamInstTyCon          -- See Note [Data type families]
533                           -- and Note [Type synonym families]
534         TyCon   -- The family TyCon
535         [Type]  -- Argument types (mentions the tyConTyVars of this TyCon)
536         TyCon   -- The coercion constructor
537
538         -- E.g.  data intance T [a] = ...
539         -- gives a representation tycon:
540         --      data R:TList a = ...
541         --      axiom co a :: T [a] ~ R:TList a
542         -- with R:TList's algTcParent = FamInstTyCon T [a] co
543
544 -- | Checks the invariants of a 'TyConParent' given the appropriate type class name, if any
545 okParent :: Name -> TyConParent -> Bool
546 okParent _       NoParentTyCon                    = True
547 okParent tc_name (AssocFamilyTyCon cls)           = tc_name `elem` map tyConName (classATs cls)
548 okParent tc_name (ClassTyCon cls)                 = tc_name == tyConName (classTyCon cls)
549 okParent _       (FamInstTyCon fam_tc tys _co_tc) = tyConArity fam_tc == length tys
550
551 isNoParent :: TyConParent -> Bool
552 isNoParent NoParentTyCon = True
553 isNoParent _             = False
554
555 --------------------
556
557 -- | Information pertaining to the expansion of a type synonym (@type@)
558 data SynTyConRhs
559   = -- | An ordinary type synonyn.
560     SynonymTyCon      
561        Type           -- This 'Type' is the rhs, and may mention from 'tyConTyVars'. 
562                       -- It acts as a template for the expansion when the 'TyCon' 
563                       -- is applied to some types.
564
565    -- | A type synonym family  e.g. @type family F x y :: * -> *@
566    | SynFamilyTyCon
567
568 --------------------
569 data CoTyConDesc
570   = CoSym   | CoTrans
571   | CoLeft  | CoRight
572   | CoCsel1 | CoCsel2 | CoCselR
573   | CoInst
574
575   | CoAxiom     -- C tvs : F lhs-tys ~ rhs-ty
576       { co_ax_tvs :: [TyVar]
577       , co_ax_lhs :: Type
578       , co_ax_rhs :: Type }
579
580   | CoUnsafe 
581 \end{code}
582
583 Note [Enumeration types]
584 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
585 We define datatypes with no constructors to not be
586 enumerations; this fixes trac #2578,  Otherwise we
587 end up generating an empty table for
588   <mod>_<type>_closure_tbl
589 which is used by tagToEnum# to map Int# to constructors
590 in an enumeration. The empty table apparently upset
591 the linker.
592
593 Note [Newtype coercions]
594 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
595 The NewTyCon field nt_co is a a TyCon (a coercion constructor in fact)
596 which is used for coercing from the representation type of the
597 newtype, to the newtype itself. For example,
598
599    newtype T a = MkT (a -> a)
600
601 the NewTyCon for T will contain nt_co = CoT where CoT t : T t ~ t ->
602 t.  This TyCon is a CoTyCon, so it does not have a kind on its
603 own; it basically has its own typing rule for the fully-applied
604 version.  If the newtype T has k type variables then CoT has arity at
605 most k.  In the case that the right hand side is a type application
606 ending with the same type variables as the left hand side, we
607 "eta-contract" the coercion.  So if we had
608
609    newtype S a = MkT [a]
610
611 then we would generate the arity 0 coercion CoS : S ~ [].  The
612 primary reason we do this is to make newtype deriving cleaner.
613
614 In the paper we'd write
615         axiom CoT : (forall t. T t) ~ (forall t. [t])
616 and then when we used CoT at a particular type, s, we'd say
617         CoT @ s
618 which encodes as (TyConApp instCoercionTyCon [TyConApp CoT [], s])
619
620 But in GHC we instead make CoT into a new piece of type syntax, CoTyCon,
621 (like instCoercionTyCon, symCoercionTyCon etc), which must always
622 be saturated, but which encodes as
623         TyConApp CoT [s]
624 In the vocabulary of the paper it's as if we had axiom declarations
625 like
626         axiom CoT t :  T t ~ [t]
627
628 Note [Newtype eta]
629 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
630 Consider
631         newtype Parser m a = MkParser (Foogle m a)
632 Are these two types equal (to Core)?
633         Monad (Parser m) 
634         Monad (Foogle m)
635 Well, yes.  But to see that easily we eta-reduce the RHS type of
636 Parser, in this case to ([], Froogle), so that even unsaturated applications
637 of Parser will work right.  This eta reduction is done when the type 
638 constructor is built, and cached in NewTyCon.  The cached field is
639 only used in coreExpandTyCon_maybe.
640  
641 Here's an example that I think showed up in practice
642 Source code:
643         newtype T a = MkT [a]
644         newtype Foo m = MkFoo (forall a. m a -> Int)
645
646         w1 :: Foo []
647         w1 = ...
648         
649         w2 :: Foo T
650         w2 = MkFoo (\(MkT x) -> case w1 of MkFoo f -> f x)
651
652 After desugaring, and discarding the data constructors for the newtypes,
653 we get:
654         w2 :: Foo T
655         w2 = w1
656 And now Lint complains unless Foo T == Foo [], and that requires T==[]
657
658 This point carries over to the newtype coercion, because we need to
659 say 
660         w2 = w1 `cast` Foo CoT
661
662 so the coercion tycon CoT must have 
663         kind:    T ~ []
664  and    arity:   0
665
666
667 %************************************************************************
668 %*                                                                      *
669 \subsection{PrimRep}
670 %*                                                                      *
671 %************************************************************************
672
673 A PrimRep is somewhat similar to a CgRep (see codeGen/SMRep) and a
674 MachRep (see cmm/CmmExpr), although each of these types has a distinct
675 and clearly defined purpose:
676
677   - A PrimRep is a CgRep + information about signedness + information
678     about primitive pointers (AddrRep).  Signedness and primitive
679     pointers are required when passing a primitive type to a foreign
680     function, but aren't needed for call/return conventions of Haskell
681     functions.
682
683   - A MachRep is a basic machine type (non-void, doesn't contain
684     information on pointerhood or signedness, but contains some
685     reps that don't have corresponding Haskell types).
686
687 \begin{code}
688 -- | A 'PrimRep' is an abstraction of a type.  It contains information that
689 -- the code generator needs in order to pass arguments, return results,
690 -- and store values of this type.
691 data PrimRep
692   = VoidRep
693   | PtrRep
694   | IntRep              -- ^ Signed, word-sized value
695   | WordRep             -- ^ Unsigned, word-sized value
696   | Int64Rep            -- ^ Signed, 64 bit value (with 32-bit words only)
697   | Word64Rep           -- ^ Unsigned, 64 bit value (with 32-bit words only)
698   | AddrRep             -- ^ A pointer, but /not/ to a Haskell value (use 'PtrRep')
699   | FloatRep
700   | DoubleRep
701   deriving( Eq, Show )
702
703 instance Outputable PrimRep where
704   ppr r = text (show r)
705
706 -- | Find the size of a 'PrimRep', in words
707 primRepSizeW :: PrimRep -> Int
708 primRepSizeW IntRep   = 1
709 primRepSizeW WordRep  = 1
710 primRepSizeW Int64Rep = wORD64_SIZE `quot` wORD_SIZE
711 primRepSizeW Word64Rep= wORD64_SIZE `quot` wORD_SIZE
712 primRepSizeW FloatRep = 1    -- NB. might not take a full word
713 primRepSizeW DoubleRep= dOUBLE_SIZE `quot` wORD_SIZE
714 primRepSizeW AddrRep  = 1
715 primRepSizeW PtrRep   = 1
716 primRepSizeW VoidRep  = 0
717 \end{code}
718
719 %************************************************************************
720 %*                                                                      *
721 \subsection{TyCon Construction}
722 %*                                                                      *
723 %************************************************************************
724
725 Note: the TyCon constructors all take a Kind as one argument, even though
726 they could, in principle, work out their Kind from their other arguments.
727 But to do so they need functions from Types, and that makes a nasty
728 module mutual-recursion.  And they aren't called from many places.
729 So we compromise, and move their Kind calculation to the call site.
730
731 \begin{code}
732 -- | Given the name of the function type constructor and it's kind, create the
733 -- corresponding 'TyCon'. It is reccomended to use 'TypeRep.funTyCon' if you want 
734 -- this functionality
735 mkFunTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
736 mkFunTyCon name kind 
737   = FunTyCon { 
738         tyConUnique = nameUnique name,
739         tyConName   = name,
740         tc_kind   = kind,
741         tyConArity  = 2
742     }
743
744 -- | This is the making of an algebraic 'TyCon'. Notably, you have to
745 -- pass in the generic (in the -XGenerics sense) information about the
746 -- type constructor - you can get hold of it easily (see Generics
747 -- module)
748 mkAlgTyCon :: Name
749            -> Kind              -- ^ Kind of the resulting 'TyCon'
750            -> [TyVar]           -- ^ 'TyVar's scoped over: see 'tyConTyVars'. 
751                                 --   Arity is inferred from the length of this list
752            -> [PredType]        -- ^ Stupid theta: see 'algTcStupidTheta'
753            -> AlgTyConRhs       -- ^ Information about dat aconstructors
754            -> TyConParent
755            -> RecFlag           -- ^ Is the 'TyCon' recursive?
756            -> Bool              -- ^ Does it have generic functions? See 'hasGenerics'
757            -> Bool              -- ^ Was the 'TyCon' declared with GADT syntax?
758            -> TyCon
759 mkAlgTyCon name kind tyvars stupid rhs parent is_rec gen_info gadt_syn
760   = AlgTyCon {  
761         tyConName        = name,
762         tyConUnique      = nameUnique name,
763         tc_kind          = kind,
764         tyConArity       = length tyvars,
765         tyConTyVars      = tyvars,
766         algTcStupidTheta = stupid,
767         algTcRhs         = rhs,
768         algTcParent      = ASSERT( okParent name parent ) parent,
769         algTcRec         = is_rec,
770         algTcGadtSyntax  = gadt_syn,
771         hasGenerics      = gen_info
772     }
773
774 -- | Simpler specialization of 'mkAlgTyCon' for classes
775 mkClassTyCon :: Name -> Kind -> [TyVar] -> AlgTyConRhs -> Class -> RecFlag -> TyCon
776 mkClassTyCon name kind tyvars rhs clas is_rec =
777   mkAlgTyCon name kind tyvars [] rhs (ClassTyCon clas) is_rec False False
778
779 mkTupleTyCon :: Name 
780              -> Kind    -- ^ Kind of the resulting 'TyCon'
781              -> Arity   -- ^ Arity of the tuple
782              -> [TyVar] -- ^ 'TyVar's scoped over: see 'tyConTyVars'
783              -> DataCon 
784              -> Boxity  -- ^ Whether the tuple is boxed or unboxed
785              -> Bool    -- ^ Does it have generic functions? See 'hasGenerics'
786              -> TyCon
787 mkTupleTyCon name kind arity tyvars con boxed gen_info
788   = TupleTyCon {
789         tyConUnique = nameUnique name,
790         tyConName = name,
791         tc_kind = kind,
792         tyConArity = arity,
793         tyConBoxed = boxed,
794         tyConTyVars = tyvars,
795         dataCon = con,
796         hasGenerics = gen_info
797     }
798
799 -- ^ Foreign-imported (.NET) type constructors are represented
800 -- as primitive, but /lifted/, 'TyCons' for now. They are lifted
801 -- because the Haskell type @T@ representing the (foreign) .NET
802 -- type @T@ is actually implemented (in ILX) as a @thunk<T>@
803 mkForeignTyCon :: Name 
804                -> Maybe FastString -- ^ Name of the foreign imported thing, maybe
805                -> Kind 
806                -> Arity 
807                -> TyCon
808 mkForeignTyCon name ext_name kind arity
809   = PrimTyCon {
810         tyConName    = name,
811         tyConUnique  = nameUnique name,
812         tc_kind    = kind,
813         tyConArity   = arity,
814         primTyConRep = PtrRep, -- they all do
815         isUnLifted   = False,
816         tyConExtName = ext_name
817     }
818
819
820 -- | Create an unlifted primitive 'TyCon', such as @Int#@
821 mkPrimTyCon :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> TyCon
822 mkPrimTyCon name kind arity rep
823   = mkPrimTyCon' name kind arity rep True  
824
825 -- | Kind constructors
826 mkKindTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
827 mkKindTyCon name kind
828   = mkPrimTyCon' name kind 0 VoidRep True  
829
830 -- | Create a lifted primitive 'TyCon' such as @RealWorld@
831 mkLiftedPrimTyCon :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> TyCon
832 mkLiftedPrimTyCon name kind arity rep
833   = mkPrimTyCon' name kind arity rep False
834
835 mkPrimTyCon' :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> Bool -> TyCon
836 mkPrimTyCon' name kind arity rep is_unlifted
837   = PrimTyCon {
838         tyConName    = name,
839         tyConUnique  = nameUnique name,
840         tc_kind    = kind,
841         tyConArity   = arity,
842         primTyConRep = rep,
843         isUnLifted   = is_unlifted,
844         tyConExtName = Nothing
845     }
846
847 -- | Create a type synonym 'TyCon'
848 mkSynTyCon :: Name -> Kind -> [TyVar] -> SynTyConRhs -> TyConParent -> TyCon
849 mkSynTyCon name kind tyvars rhs parent
850   = SynTyCon {  
851         tyConName = name,
852         tyConUnique = nameUnique name,
853         tc_kind = kind,
854         tyConArity = length tyvars,
855         tyConTyVars = tyvars,
856         synTcRhs = rhs,
857         synTcParent = parent
858     }
859
860 -- | Create a coercion 'TyCon'
861 mkCoercionTyCon :: Name -> Arity 
862                 -> CoTyConDesc
863                 -> TyCon
864 mkCoercionTyCon name arity desc
865   = CoTyCon {
866         tyConName   = name,
867         tyConUnique = nameUnique name,
868         tyConArity  = arity,
869         coTcDesc    = desc }
870
871 mkAnyTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
872 mkAnyTyCon name kind 
873   = AnyTyCon {  tyConName = name,
874                 tc_kind = kind,
875                 tyConUnique = nameUnique name }
876
877 -- | Create a super-kind 'TyCon'
878 mkSuperKindTyCon :: Name -> TyCon -- Super kinds always have arity zero
879 mkSuperKindTyCon name
880   = SuperKindTyCon {
881         tyConName = name,
882         tyConUnique = nameUnique name
883   }
884 \end{code}
885
886 \begin{code}
887 isFunTyCon :: TyCon -> Bool
888 isFunTyCon (FunTyCon {}) = True
889 isFunTyCon _             = False
890
891 -- | Test if the 'TyCon' is algebraic but abstract (invisible data constructors)
892 isAbstractTyCon :: TyCon -> Bool
893 isAbstractTyCon (AlgTyCon { algTcRhs = AbstractTyCon }) = True
894 isAbstractTyCon _ = False
895
896 -- | Make an algebraic 'TyCon' abstract. Panics if the supplied 'TyCon' is not algebraic
897 makeTyConAbstract :: TyCon -> TyCon
898 makeTyConAbstract tc@(AlgTyCon {}) = tc { algTcRhs = AbstractTyCon }
899 makeTyConAbstract tc = pprPanic "makeTyConAbstract" (ppr tc)
900
901 -- | Does this 'TyCon' represent something that cannot be defined in Haskell?
902 isPrimTyCon :: TyCon -> Bool
903 isPrimTyCon (PrimTyCon {}) = True
904 isPrimTyCon _              = False
905
906 -- | Is this 'TyCon' unlifted (i.e. cannot contain bottom)? Note that this can only
907 -- be true for primitive and unboxed-tuple 'TyCon's
908 isUnLiftedTyCon :: TyCon -> Bool
909 isUnLiftedTyCon (PrimTyCon  {isUnLifted = is_unlifted}) = is_unlifted
910 isUnLiftedTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity})      = not (isBoxed boxity)
911 isUnLiftedTyCon _                                       = False
912
913 -- | Returns @True@ if the supplied 'TyCon' resulted from either a
914 -- @data@ or @newtype@ declaration
915 isAlgTyCon :: TyCon -> Bool
916 isAlgTyCon (AlgTyCon {})   = True
917 isAlgTyCon (TupleTyCon {}) = True
918 isAlgTyCon _               = False
919
920 isDataTyCon :: TyCon -> Bool
921 -- ^ Returns @True@ for data types that are /definitely/ represented by 
922 -- heap-allocated constructors.  These are scrutinised by Core-level 
923 -- @case@ expressions, and they get info tables allocated for them.
924 -- 
925 -- Generally, the function will be true for all @data@ types and false
926 -- for @newtype@s, unboxed tuples and type family 'TyCon's. But it is
927 -- not guarenteed to return @True@ in all cases that it could.
928 -- 
929 -- NB: for a data type family, only the /instance/ 'TyCon's
930 --     get an info table.  The family declaration 'TyCon' does not
931 isDataTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = rhs})
932   = case rhs of
933         DataFamilyTyCon {}  -> False
934         DataTyCon {}  -> True
935         NewTyCon {}   -> False
936         AbstractTyCon -> False   -- We don't know, so return False
937 isDataTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = isBoxed boxity
938 isDataTyCon _ = False
939
940 -- | Is this 'TyCon' that for a @newtype@
941 isNewTyCon :: TyCon -> Bool
942 isNewTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon {}}) = True
943 isNewTyCon _                                   = False
944
945 -- | Take a 'TyCon' apart into the 'TyVar's it scopes over, the 'Type' it expands
946 -- into, and (possibly) a coercion from the representation type to the @newtype@.
947 -- Returns @Nothing@ if this is not possible.
948 unwrapNewTyCon_maybe :: TyCon -> Maybe ([TyVar], Type, Maybe TyCon)
949 unwrapNewTyCon_maybe (AlgTyCon { tyConTyVars = tvs, 
950                                  algTcRhs = NewTyCon { nt_co = mb_co, 
951                                                        nt_rhs = rhs }})
952                            = Just (tvs, rhs, mb_co)
953 unwrapNewTyCon_maybe _     = Nothing
954
955 isProductTyCon :: TyCon -> Bool
956 -- | A /product/ 'TyCon' must both:
957 --
958 -- 1. Have /one/ constructor
959 -- 
960 -- 2. /Not/ be existential
961 -- 
962 -- However other than this there are few restrictions: they may be @data@ or @newtype@ 
963 -- 'TyCon's of any boxity and may even be recursive.
964 isProductTyCon tc@(AlgTyCon {}) = case algTcRhs tc of
965                                     DataTyCon{ data_cons = [data_con] } 
966                                                 -> isVanillaDataCon data_con
967                                     NewTyCon {} -> True
968                                     _           -> False
969 isProductTyCon (TupleTyCon {})  = True   
970 isProductTyCon _                = False
971
972 -- | Is this a 'TyCon' representing a type synonym (@type@)?
973 isSynTyCon :: TyCon -> Bool
974 isSynTyCon (SynTyCon {}) = True
975 isSynTyCon _             = False
976
977 -- As for newtypes, it is in some contexts important to distinguish between
978 -- closed synonyms and synonym families, as synonym families have no unique
979 -- right hand side to which a synonym family application can expand.
980 --
981
982 isDecomposableTyCon :: TyCon -> Bool
983 -- True iff we can decompose (T a b c) into ((T a b) c)
984 -- Specifically NOT true of synonyms (open and otherwise) and coercions
985 isDecomposableTyCon (SynTyCon {}) = False
986 isDecomposableTyCon (CoTyCon {})  = False
987 isDecomposableTyCon _other        = True
988
989 -- | Is this an algebraic 'TyCon' declared with the GADT syntax?
990 isGadtSyntaxTyCon :: TyCon -> Bool
991 isGadtSyntaxTyCon (AlgTyCon { algTcGadtSyntax = res }) = res
992 isGadtSyntaxTyCon _                                    = False
993
994 -- | Is this an algebraic 'TyCon' which is just an enumeration of values?
995 isEnumerationTyCon :: TyCon -> Bool
996 -- See Note [Enumeration types] in TyCon
997 isEnumerationTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { is_enum = res }}) = res
998 isEnumerationTyCon (TupleTyCon {tyConArity = arity}) = arity == 0
999 isEnumerationTyCon _                                                   = False
1000
1001 -- | Is this a 'TyCon', synonym or otherwise, that may have further instances appear?
1002 isFamilyTyCon :: TyCon -> Bool
1003 isFamilyTyCon (SynTyCon {synTcRhs = SynFamilyTyCon {}})  = True
1004 isFamilyTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = DataFamilyTyCon {}}) = True
1005 isFamilyTyCon _ = False
1006
1007 -- | Is this a synonym 'TyCon' that can have may have further instances appear?
1008 isSynFamilyTyCon :: TyCon -> Bool
1009 isSynFamilyTyCon (SynTyCon {synTcRhs = SynFamilyTyCon {}}) = True
1010 isSynFamilyTyCon _ = False
1011
1012 -- | Is this a synonym 'TyCon' that can have may have further instances appear?
1013 isDataFamilyTyCon :: TyCon -> Bool
1014 isDataFamilyTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = DataFamilyTyCon {}}) = True
1015 isDataFamilyTyCon _ = False
1016
1017 -- | Is this a synonym 'TyCon' that can have no further instances appear?
1018 isClosedSynTyCon :: TyCon -> Bool
1019 isClosedSynTyCon tycon = isSynTyCon tycon && not (isFamilyTyCon tycon)
1020
1021 -- | Injective 'TyCon's can be decomposed, so that
1022 --     T ty1 ~ T ty2  =>  ty1 ~ ty2
1023 isInjectiveTyCon :: TyCon -> Bool
1024 isInjectiveTyCon tc = not (isSynTyCon tc)
1025         -- Ultimately we may have injective associated types
1026         -- in which case this test will become more interesting
1027         --
1028         -- It'd be unusual to call isInjectiveTyCon on a regular H98
1029         -- type synonym, because you should probably have expanded it first
1030         -- But regardless, it's not injective!
1031
1032 -- | Are we able to extract informationa 'TyVar' to class argument list
1033 -- mappping from a given 'TyCon'?
1034 isTyConAssoc :: TyCon -> Bool
1035 isTyConAssoc tc = case tyConParent tc of
1036                      AssocFamilyTyCon {} -> True
1037                      _                   -> False
1038
1039 -- The unit tycon didn't used to be classed as a tuple tycon
1040 -- but I thought that was silly so I've undone it
1041 -- If it can't be for some reason, it should be a AlgTyCon
1042 isTupleTyCon :: TyCon -> Bool
1043 -- ^ Does this 'TyCon' represent a tuple?
1044 --
1045 -- NB: when compiling @Data.Tuple@, the tycons won't reply @True@ to
1046 -- 'isTupleTyCon', becuase they are built as 'AlgTyCons'.  However they
1047 -- get spat into the interface file as tuple tycons, so I don't think
1048 -- it matters.
1049 isTupleTyCon (TupleTyCon {}) = True
1050 isTupleTyCon _               = False
1051
1052 -- | Is this the 'TyCon' for an unboxed tuple?
1053 isUnboxedTupleTyCon :: TyCon -> Bool
1054 isUnboxedTupleTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = not (isBoxed boxity)
1055 isUnboxedTupleTyCon _                                  = False
1056
1057 -- | Is this the 'TyCon' for a boxed tuple?
1058 isBoxedTupleTyCon :: TyCon -> Bool
1059 isBoxedTupleTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = isBoxed boxity
1060 isBoxedTupleTyCon _                                  = False
1061
1062 -- | Extract the boxity of the given 'TyCon', if it is a 'TupleTyCon'.
1063 -- Panics otherwise
1064 tupleTyConBoxity :: TyCon -> Boxity
1065 tupleTyConBoxity tc = tyConBoxed tc
1066
1067 -- | Is this a recursive 'TyCon'?
1068 isRecursiveTyCon :: TyCon -> Bool
1069 isRecursiveTyCon (AlgTyCon {algTcRec = Recursive}) = True
1070 isRecursiveTyCon _                                 = False
1071
1072 -- | Did this 'TyCon' originate from type-checking a .h*-boot file?
1073 isHiBootTyCon :: TyCon -> Bool
1074 -- Used for knot-tying in hi-boot files
1075 isHiBootTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = AbstractTyCon}) = True
1076 isHiBootTyCon _                                     = False
1077
1078 -- | Is this the 'TyCon' of a foreign-imported type constructor?
1079 isForeignTyCon :: TyCon -> Bool
1080 isForeignTyCon (PrimTyCon {tyConExtName = Just _}) = True
1081 isForeignTyCon _                                   = False
1082
1083 -- | Is this a super-kind 'TyCon'?
1084 isSuperKindTyCon :: TyCon -> Bool
1085 isSuperKindTyCon (SuperKindTyCon {}) = True
1086 isSuperKindTyCon _                   = False
1087
1088 -- | Is this an AnyTyCon?
1089 isAnyTyCon :: TyCon -> Bool
1090 isAnyTyCon (AnyTyCon {}) = True
1091 isAnyTyCon _              = False
1092
1093 -- | Attempt to pull a 'TyCon' apart into the arity and 'coKindFun' of
1094 -- a coercion 'TyCon'. Returns @Nothing@ if the 'TyCon' is not of the
1095 -- appropriate kind
1096 isCoercionTyCon_maybe :: TyCon -> Maybe (Arity, CoTyConDesc)
1097 isCoercionTyCon_maybe (CoTyCon {tyConArity = ar, coTcDesc = desc}) 
1098   = Just (ar, desc)
1099 isCoercionTyCon_maybe _ = Nothing
1100
1101 -- | Is this a 'TyCon' that represents a coercion?
1102 isCoercionTyCon :: TyCon -> Bool
1103 isCoercionTyCon (CoTyCon {}) = True
1104 isCoercionTyCon _            = False
1105
1106 -- | Identifies implicit tycons that, in particular, do not go into interface
1107 -- files (because they are implicitly reconstructed when the interface is
1108 -- read).
1109 --
1110 -- Note that:
1111 --
1112 -- * Associated families are implicit, as they are re-constructed from
1113 --   the class declaration in which they reside, and 
1114 --
1115 -- * Family instances are /not/ implicit as they represent the instance body
1116 --   (similar to a @dfun@ does that for a class instance).
1117 isImplicitTyCon :: TyCon -> Bool
1118 isImplicitTyCon tycon | isTyConAssoc tycon           = True
1119                       | isSynTyCon tycon             = False
1120                       | isAlgTyCon tycon             = isClassTyCon tycon ||
1121                                                        isTupleTyCon tycon
1122 isImplicitTyCon _other                               = True
1123         -- catches: FunTyCon, PrimTyCon, 
1124         -- CoTyCon, SuperKindTyCon
1125 \end{code}
1126
1127
1128 -----------------------------------------------
1129 --      Expand type-constructor applications
1130 -----------------------------------------------
1131
1132 \begin{code}
1133 tcExpandTyCon_maybe, coreExpandTyCon_maybe 
1134         :: TyCon 
1135         -> [Type]                       -- ^ Arguments to 'TyCon'
1136         -> Maybe ([(TyVar,Type)],       
1137                   Type,                 
1138                   [Type])               -- ^ Returns a 'TyVar' substitution, the body type
1139                                         -- of the synonym (not yet substituted) and any arguments
1140                                         -- remaining from the application
1141
1142 -- ^ Used to create the view the /typechecker/ has on 'TyCon's. We expand (closed) synonyms only, cf. 'coreExpandTyCon_maybe'
1143 tcExpandTyCon_maybe (SynTyCon {tyConTyVars = tvs, 
1144                                synTcRhs = SynonymTyCon rhs }) tys
1145    = expand tvs rhs tys
1146 tcExpandTyCon_maybe _ _ = Nothing
1147
1148 ---------------
1149
1150 -- ^ Used to create the view /Core/ has on 'TyCon's. We expand not only closed synonyms like 'tcExpandTyCon_maybe',
1151 -- but also non-recursive @newtype@s
1152 coreExpandTyCon_maybe (AlgTyCon {
1153          algTcRhs = NewTyCon { nt_etad_rhs = etad_rhs, nt_co = Nothing }}) tys
1154    = case etad_rhs of   -- Don't do this in the pattern match, lest we accidentally
1155                         -- match the etad_rhs of a *recursive* newtype
1156         (tvs,rhs) -> expand tvs rhs tys
1157
1158 coreExpandTyCon_maybe tycon tys = tcExpandTyCon_maybe tycon tys
1159
1160
1161 ----------------
1162 expand  :: [TyVar] -> Type                      -- Template
1163         -> [Type]                               -- Args
1164         -> Maybe ([(TyVar,Type)], Type, [Type]) -- Expansion
1165 expand tvs rhs tys
1166   = case n_tvs `compare` length tys of
1167         LT -> Just (tvs `zip` tys, rhs, drop n_tvs tys)
1168         EQ -> Just (tvs `zip` tys, rhs, [])
1169         GT -> Nothing
1170    where
1171      n_tvs = length tvs
1172 \end{code}
1173
1174 \begin{code}
1175 -- | Does this 'TyCon' have any generic to\/from functions available? See also 'hasGenerics'
1176 tyConHasGenerics :: TyCon -> Bool
1177 tyConHasGenerics (AlgTyCon {hasGenerics = hg})   = hg
1178 tyConHasGenerics (TupleTyCon {hasGenerics = hg}) = hg
1179 tyConHasGenerics _                               = False        -- Synonyms
1180
1181 tyConKind :: TyCon -> Kind
1182 tyConKind (FunTyCon   { tc_kind = k }) = k
1183 tyConKind (AlgTyCon   { tc_kind = k }) = k
1184 tyConKind (TupleTyCon { tc_kind = k }) = k
1185 tyConKind (SynTyCon   { tc_kind = k }) = k
1186 tyConKind (PrimTyCon  { tc_kind = k }) = k
1187 tyConKind (AnyTyCon   { tc_kind = k }) = k
1188 tyConKind tc = pprPanic "tyConKind" (ppr tc)    -- SuperKindTyCon and CoTyCon
1189
1190 tyConHasKind :: TyCon -> Bool
1191 tyConHasKind (SuperKindTyCon {}) = False
1192 tyConHasKind (CoTyCon {})        = False
1193 tyConHasKind _                   = True
1194
1195 -- | As 'tyConDataCons_maybe', but returns the empty list of constructors if no constructors
1196 -- could be found
1197 tyConDataCons :: TyCon -> [DataCon]
1198 -- It's convenient for tyConDataCons to return the
1199 -- empty list for type synonyms etc
1200 tyConDataCons tycon = tyConDataCons_maybe tycon `orElse` []
1201
1202 -- | Determine the 'DataCon's originating from the given 'TyCon', if the 'TyCon' is the
1203 -- sort that can have any constructors (note: this does not include abstract algebraic types)
1204 tyConDataCons_maybe :: TyCon -> Maybe [DataCon]
1205 tyConDataCons_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { data_cons = cons }}) = Just cons
1206 tyConDataCons_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { data_con = con }})    = Just [con]
1207 tyConDataCons_maybe (TupleTyCon {dataCon = con})                           = Just [con]
1208 tyConDataCons_maybe _                                                      = Nothing
1209
1210 -- | Determine the number of value constructors a 'TyCon' has. Panics if the 'TyCon'
1211 -- is not algebraic or a tuple
1212 tyConFamilySize  :: TyCon -> Int
1213 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = DataTyCon {data_cons = cons}}) = 
1214   length cons
1215 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = NewTyCon {}})        = 1
1216 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = DataFamilyTyCon {}}) = 0
1217 tyConFamilySize (TupleTyCon {})                              = 1
1218 tyConFamilySize other = pprPanic "tyConFamilySize:" (ppr other)
1219
1220 -- | Extract an 'AlgTyConRhs' with information about data constructors from an algebraic or tuple
1221 -- 'TyCon'. Panics for any other sort of 'TyCon'
1222 algTyConRhs :: TyCon -> AlgTyConRhs
1223 algTyConRhs (AlgTyCon {algTcRhs = rhs}) = rhs
1224 algTyConRhs (TupleTyCon {dataCon = con, tyConArity = arity})
1225     = DataTyCon { data_cons = [con], is_enum = arity == 0 }
1226 algTyConRhs other = pprPanic "algTyConRhs" (ppr other)
1227 \end{code}
1228
1229 \begin{code}
1230 -- | Extract the bound type variables and type expansion of a type synonym 'TyCon'. Panics if the
1231 -- 'TyCon' is not a synonym
1232 newTyConRhs :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1233 newTyConRhs (AlgTyCon {tyConTyVars = tvs, algTcRhs = NewTyCon { nt_rhs = rhs }}) = (tvs, rhs)
1234 newTyConRhs tycon = pprPanic "newTyConRhs" (ppr tycon)
1235
1236 -- | Extract the bound type variables and type expansion of an eta-contracted type synonym 'TyCon'.
1237 -- Panics if the 'TyCon' is not a synonym
1238 newTyConEtadRhs :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1239 newTyConEtadRhs (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { nt_etad_rhs = tvs_rhs }}) = tvs_rhs
1240 newTyConEtadRhs tycon = pprPanic "newTyConEtadRhs" (ppr tycon)
1241
1242 -- | Extracts the @newtype@ coercion from such a 'TyCon', which can be used to construct something
1243 -- with the @newtype@s type from its representation type (right hand side). If the supplied 'TyCon'
1244 -- is not a @newtype@, returns @Nothing@
1245 newTyConCo_maybe :: TyCon -> Maybe TyCon
1246 newTyConCo_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { nt_co = co }}) = co
1247 newTyConCo_maybe _                                               = Nothing
1248
1249 -- | Find the primitive representation of a 'TyCon'
1250 tyConPrimRep :: TyCon -> PrimRep
1251 tyConPrimRep (PrimTyCon {primTyConRep = rep}) = rep
1252 tyConPrimRep tc = ASSERT(not (isUnboxedTupleTyCon tc)) PtrRep
1253 \end{code}
1254
1255 \begin{code}
1256 -- | Find the \"stupid theta\" of the 'TyCon'. A \"stupid theta\" is the context to the left of
1257 -- an algebraic type declaration, e.g. @Eq a@ in the declaration @data Eq a => T a ...@
1258 tyConStupidTheta :: TyCon -> [PredType]
1259 tyConStupidTheta (AlgTyCon {algTcStupidTheta = stupid}) = stupid
1260 tyConStupidTheta (TupleTyCon {})                        = []
1261 tyConStupidTheta tycon = pprPanic "tyConStupidTheta" (ppr tycon)
1262 \end{code}
1263
1264 \begin{code}
1265 -- | Extract the 'TyVar's bound by a type synonym and the corresponding (unsubstituted) right hand side.
1266 -- If the given 'TyCon' is not a type synonym, panics
1267 synTyConDefn :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1268 synTyConDefn (SynTyCon {tyConTyVars = tyvars, synTcRhs = SynonymTyCon ty}) 
1269   = (tyvars, ty)
1270 synTyConDefn tycon = pprPanic "getSynTyConDefn" (ppr tycon)
1271
1272 -- | Extract the information pertaining to the right hand side of a type synonym (@type@) declaration. Panics
1273 -- if the given 'TyCon' is not a type synonym
1274 synTyConRhs :: TyCon -> SynTyConRhs
1275 synTyConRhs (SynTyCon {synTcRhs = rhs}) = rhs
1276 synTyConRhs tc                          = pprPanic "synTyConRhs" (ppr tc)
1277
1278 -- | Find the expansion of the type synonym represented by the given 'TyCon'. The free variables of this
1279 -- type will typically include those 'TyVar's bound by the 'TyCon'. Panics if the 'TyCon' is not that of
1280 -- a type synonym
1281 synTyConType :: TyCon -> Type
1282 synTyConType tc = case synTcRhs tc of
1283                     SynonymTyCon t -> t
1284                     _              -> pprPanic "synTyConType" (ppr tc)
1285 \end{code}
1286
1287 \begin{code}
1288 -- | If the given 'TyCon' has a /single/ data constructor, i.e. it is a @data@ type with one
1289 -- alternative, a tuple type or a @newtype@ then that constructor is returned. If the 'TyCon'
1290 -- has more than one constructor, or represents a primitive or function type constructor then
1291 -- @Nothing@ is returned. In any other case, the function panics
1292 tyConSingleDataCon_maybe :: TyCon -> Maybe DataCon
1293 tyConSingleDataCon_maybe (TupleTyCon {dataCon = c})                            = Just c
1294 tyConSingleDataCon_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { data_cons = [c] }}) = Just c
1295 tyConSingleDataCon_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { data_con = c }})     = Just c
1296 tyConSingleDataCon_maybe _                                                     = Nothing
1297 \end{code}
1298
1299 \begin{code}
1300 -- | Is this 'TyCon' that for a class instance?
1301 isClassTyCon :: TyCon -> Bool
1302 isClassTyCon (AlgTyCon {algTcParent = ClassTyCon _}) = True
1303 isClassTyCon _                                       = False
1304
1305 -- | If this 'TyCon' is that for a class instance, return the class it is for.
1306 -- Otherwise returns @Nothing@
1307 tyConClass_maybe :: TyCon -> Maybe Class
1308 tyConClass_maybe (AlgTyCon {algTcParent = ClassTyCon clas}) = Just clas
1309 tyConClass_maybe _                                          = Nothing
1310
1311 ----------------------------------------------------------------------------
1312 tyConParent :: TyCon -> TyConParent
1313 tyConParent (AlgTyCon {algTcParent = parent}) = parent
1314 tyConParent (SynTyCon {synTcParent = parent}) = parent
1315 tyConParent _                                 = NoParentTyCon
1316
1317 -- | Is this 'TyCon' that for a family instance, be that for a synonym or an
1318 -- algebraic family instance?
1319 isFamInstTyCon :: TyCon -> Bool
1320 isFamInstTyCon tc = case tyConParent tc of
1321                       FamInstTyCon {} -> True
1322                       _               -> False
1323
1324 tyConFamInstSig_maybe :: TyCon -> Maybe (TyCon, [Type], TyCon)
1325 tyConFamInstSig_maybe tc
1326   = case tyConParent tc of
1327       FamInstTyCon f ts co_tc -> Just (f, ts, co_tc)
1328       _                       -> Nothing
1329
1330 -- | If this 'TyCon' is that of a family instance, return the family in question
1331 -- and the instance types. Otherwise, return @Nothing@
1332 tyConFamInst_maybe :: TyCon -> Maybe (TyCon, [Type])
1333 tyConFamInst_maybe tc
1334   = case tyConParent tc of
1335       FamInstTyCon f ts _ -> Just (f, ts)
1336       _                   -> Nothing
1337
1338 -- | If this 'TyCon' is that of a family instance, return a 'TyCon' which represents 
1339 -- a coercion identifying the representation type with the type instance family.
1340 -- Otherwise, return @Nothing@
1341 tyConFamilyCoercion_maybe :: TyCon -> Maybe TyCon
1342 tyConFamilyCoercion_maybe tc
1343   = case tyConParent tc of
1344       FamInstTyCon _ _ co -> Just co
1345       _                   -> Nothing
1346 \end{code}
1347
1348
1349 %************************************************************************
1350 %*                                                                      *
1351 \subsection[TyCon-instances]{Instance declarations for @TyCon@}
1352 %*                                                                      *
1353 %************************************************************************
1354
1355 @TyCon@s are compared by comparing their @Unique@s.
1356
1357 The strictness analyser needs @Ord@. It is a lexicographic order with
1358 the property @(a<=b) || (b<=a)@.
1359
1360 \begin{code}
1361 instance Eq TyCon where
1362     a == b = case (a `compare` b) of { EQ -> True;   _ -> False }
1363     a /= b = case (a `compare` b) of { EQ -> False;  _ -> True  }
1364
1365 instance Ord TyCon where
1366     a <= b = case (a `compare` b) of { LT -> True;  EQ -> True;  GT -> False }
1367     a <  b = case (a `compare` b) of { LT -> True;  EQ -> False; GT -> False }
1368     a >= b = case (a `compare` b) of { LT -> False; EQ -> True;  GT -> True  }
1369     a >  b = case (a `compare` b) of { LT -> False; EQ -> False; GT -> True  }
1370     compare a b = getUnique a `compare` getUnique b
1371
1372 instance Uniquable TyCon where
1373     getUnique tc = tyConUnique tc
1374
1375 instance Outputable CoTyConDesc where
1376     ppr CoSym    = ptext (sLit "SYM")
1377     ppr CoTrans  = ptext (sLit "TRANS")
1378     ppr CoLeft   = ptext (sLit "LEFT")
1379     ppr CoRight  = ptext (sLit "RIGHT")
1380     ppr CoCsel1  = ptext (sLit "CSEL1")
1381     ppr CoCsel2  = ptext (sLit "CSEL2")
1382     ppr CoCselR  = ptext (sLit "CSELR")
1383     ppr CoInst   = ptext (sLit "INST")
1384     ppr CoUnsafe = ptext (sLit "UNSAFE")
1385     ppr (CoAxiom {}) = ptext (sLit "AXIOM")
1386
1387 instance Outputable TyCon where
1388     ppr tc  = ppr (getName tc) 
1389
1390 instance NamedThing TyCon where
1391     getName = tyConName
1392
1393 instance Data.Typeable TyCon where
1394     typeOf _ = Data.mkTyConApp (Data.mkTyCon "TyCon") []
1395
1396 instance Data.Data TyCon where
1397     -- don't traverse?
1398     toConstr _   = abstractConstr "TyCon"
1399     gunfold _ _  = error "gunfold"
1400     dataTypeOf _ = mkNoRepType "TyCon"
1401 \end{code}