A radical overhaul of the coercion infrastucture
[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, CoTyConKindChecker,
12
13         AlgTyConRhs(..), visibleDataCons, 
14         TyConParent(..), 
15         SynTyConRhs(..),
16         AssocFamilyPermutation,
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, isOpenSynTyCon,
39         isSuperKindTyCon, isDecomposableTyCon,
40         isCoercionTyCon, isCoercionTyCon_maybe,
41         isForeignTyCon, isAnyTyCon, tyConHasKind,
42
43         isInjectiveTyCon,
44         isDataTyCon, isProductTyCon, isEnumerationTyCon, 
45         isNewTyCon, isAbstractTyCon, isOpenTyCon,
46         isUnLiftedTyCon,
47         isGadtSyntaxTyCon,
48         isTyConAssoc,
49         isRecursiveTyCon,
50         isHiBootTyCon,
51         isImplicitTyCon, tyConHasGenerics,
52
53         -- ** Extracting information out of TyCons
54         tyConName,
55         tyConKind,
56         tyConUnique,
57         tyConTyVars,
58         tyConDataCons, tyConDataCons_maybe, tyConSingleDataCon_maybe,
59         tyConFamilySize,
60         tyConStupidTheta,
61         tyConArity,
62         tyConClass_maybe,
63         tyConFamInst_maybe, tyConFamilyCoercion_maybe,
64         synTyConDefn, synTyConRhs, synTyConType, synTyConResKind,
65         tyConExtName,           -- External name for foreign types
66         algTyConRhs,
67         newTyConRhs, newTyConEtadRhs, unwrapNewTyCon_maybe, 
68         assocTyConArgPoss_maybe,
69         tupleTyConBoxity,
70
71         -- ** Manipulating TyCons
72         tcExpandTyCon_maybe, coreExpandTyCon_maybe,
73         makeTyConAbstract,
74         newTyConCo_maybe,
75         setTyConArgPoss, 
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 Data.List( elemIndex )
98 \end{code}
99
100 %************************************************************************
101 %*                                                                      *
102 \subsection{The data type}
103 %*                                                                      *
104 %************************************************************************
105
106 \begin{code}
107 -- | TyCons represent type constructors. Type constructors are introduced by things such as:
108 --
109 -- 1) Data declarations: @data Foo = ...@ creates the @Foo@ type constructor of kind @*@
110 --
111 -- 2) Type synonyms: @type Foo = ...@ creates the @Foo@ type constructor
112 --
113 -- 3) Newtypes: @newtype Foo a = MkFoo ...@ creates the @Foo@ type constructor of kind @* -> *@
114 --
115 -- 4) Class declarations: @class Foo where@ creates the @Foo@ type constructor of kind @*@
116 --
117 -- 5) Type coercions! This is because we represent a coercion from @t1@ to @t2@ as a 'Type', where
118 --    that type has kind @t1 ~ t2@. See "Coercion" for more on this
119 --
120 -- This data type also encodes a number of primitive, built in type constructors such as those
121 -- for function and tuple types.
122 data TyCon
123   = -- | The function type constructor, @(->)@
124     FunTyCon {
125         tyConUnique :: Unique,
126         tyConName   :: Name,
127         tc_kind   :: Kind,
128         tyConArity  :: Arity
129     }
130
131   -- | Algebraic type constructors, which are defined to be those arising @data@ type and @newtype@ declarations.
132   -- All these constructors are lifted and boxed. See 'AlgTyConRhs' for more information.
133   | AlgTyCon {          
134         tyConUnique :: Unique,
135         tyConName   :: Name,
136         tc_kind   :: Kind,
137         tyConArity  :: Arity,
138
139         tyConTyVars :: [TyVar],         -- ^ The type variables used in the type constructor.
140                                         -- Precisely, this list scopes over:
141                                         --
142                                         -- 1. The 'algTcStupidTheta'
143                                         --
144                                         -- 2. The cached types in 'algTyConRhs.NewTyCon'
145                                         -- 
146                                         -- 3. The family instance types if present
147                                         --
148                                         -- Note that it does /not/ scope over the data constructors.
149
150         algTcGadtSyntax  :: Bool,       -- ^ Was the data type declared with GADT syntax? If so,
151                                         -- that doesn't mean it's a true GADT; only that the "where"
152                                         --      form was used. This field is used only to guide
153                                         --      pretty-printing
154
155         algTcStupidTheta :: [PredType], -- ^ The \"stupid theta\" for the data type (always empty for GADTs).
156                                         -- A \"stupid theta\" is the context to the left of an algebraic type
157                                         -- declaration, e.g. @Eq a@ in the declaration @data Eq a => T a ...@.
158
159         algTcRhs :: AlgTyConRhs,        -- ^ Contains information about the data constructors of the algebraic type
160
161         algTcRec :: RecFlag,            -- ^ Tells us whether the data type is part of a mutually-recursive group or not
162
163         hasGenerics :: Bool,            -- ^ Whether generic (in the -XGenerics sense) to\/from functions are
164                                         -- available in the exports of the data type's source module.
165
166         algTcParent :: TyConParent      -- ^ Gives the class or family declaration 'TyCon' for derived 'TyCon's
167                                         -- representing class or family instances, respectively. See also 'synTcParent'
168     }
169
170   -- | Represents the infinite family of tuple type constructors, @()@, @(a,b)@, @(# a, b #)@ etc.
171   | TupleTyCon {
172         tyConUnique :: Unique,
173         tyConName   :: Name,
174         tc_kind   :: Kind,
175         tyConArity  :: Arity,
176         tyConBoxed  :: Boxity,
177         tyConTyVars :: [TyVar],
178         dataCon     :: DataCon, -- ^ Corresponding tuple data constructor
179         hasGenerics :: Bool
180     }
181
182   -- | Represents type synonyms
183   | SynTyCon {
184         tyConUnique  :: Unique,
185         tyConName    :: Name,
186         tc_kind    :: Kind,
187         tyConArity   :: Arity,
188
189         tyConTyVars  :: [TyVar],        -- Bound tyvars
190
191         synTcRhs     :: SynTyConRhs,    -- ^ Contains information about the expansion of the synonym
192
193         synTcParent  :: TyConParent     -- ^ Gives the family declaration 'TyCon' of 'TyCon's representing family instances
194
195     }
196
197   -- | Primitive types; cannot be defined in Haskell. This includes the usual suspects (such as @Int#@)
198   -- as well as foreign-imported types and kinds
199   | PrimTyCon {                 
200         tyConUnique   :: Unique,
201         tyConName     :: Name,
202         tc_kind     :: Kind,
203         tyConArity    :: Arity,                 -- SLPJ Oct06: I'm not sure what the significance
204                                                 --             of the arity of a primtycon is!
205
206         primTyConRep  :: PrimRep,               -- ^ Many primitive tycons are unboxed, but some are
207                                                 --   boxed (represented by pointers). This 'PrimRep' holds
208                                                 --   that information.
209                                                 -- Only relevant if tc_kind = *
210
211         isUnLifted   :: Bool,                   -- ^ Most primitive tycons are unlifted (may not contain bottom)
212                                                 --   but foreign-imported ones may be lifted
213
214         tyConExtName :: Maybe FastString        -- ^ @Just e@ for foreign-imported types, 
215                                                 --   holds the name of the imported thing
216     }
217
218   -- | Type coercions, such as @(~)@, @sym@, @trans@, @left@ and @right@.
219   -- INVARIANT: Coercion TyCons are always fully applied
220   --            But note that a CoercionTyCon can be over-saturated in a type.
221   --            E.g.  (sym g1) Int  will be represented as (TyConApp sym [g1,Int])
222   | CoercionTyCon {     
223         tyConUnique :: Unique,
224         tyConName   :: Name,
225         tyConArity  :: Arity,
226         coKindFun   :: CoTyConKindChecker
227     }
228
229   -- | Any types.  Like tuples, this is a potentially-infinite family of TyCons
230   --   one for each distinct Kind. They have no values at all.
231   --   Because there are infinitely many of them (like tuples) they are 
232   --   defined in GHC.Prim and have names like "Any(*->*)".  
233   --   Their Unique is derived from the OccName.
234   -- See Note [Any types] in TysPrim
235   | AnyTyCon {
236         tyConUnique  :: Unique,
237         tyConName    :: Name,
238         tc_kind    :: Kind      -- Never = *; that is done via PrimTyCon
239                                 -- See Note [Any types] in TysPrim
240     }
241
242   -- | Super-kinds. These are "kinds-of-kinds" and are never seen in Haskell source programs.
243   -- There are only two super-kinds: TY (aka "box"), which is the super-kind of kinds that 
244   -- construct types eventually, and CO (aka "diamond"), which is the super-kind of kinds
245   -- that just represent coercions.
246   --
247   -- Super-kinds have no kind themselves, and have arity zero
248   | SuperKindTyCon {
249         tyConUnique :: Unique,
250         tyConName   :: Name
251     }
252
253 type CoTyConKindChecker = forall m. Monad m => CoTyConKindCheckerFun m
254
255 type CoTyConKindCheckerFun m 
256   =    (Type -> m Kind)         -- Kind checker for types
257     -> (Type -> m (Type,Type))  -- and for coercions
258     -> Bool                     -- True => apply consistency checks
259     -> [Type]                   -- Exactly right number of args
260     -> m (Type, Type)           -- Kind of this application
261
262                 -- ^ Function that when given a list of the type arguments to the 'TyCon'
263                 -- constructs the types that the resulting coercion relates.
264                 -- Returns Nothing if ill-kinded.
265                 --
266                 -- INVARIANT: 'coKindFun' is always applied to exactly 'tyConArity' args
267                 -- E.g. for @trans (c1 :: ta=tb) (c2 :: tb=tc)@, the 'coKindFun' returns 
268                 --      the kind as a pair of types: @(ta, tc)@
269
270 -- | Names of the fields in an algebraic record type
271 type FieldLabel = Name
272
273 -- | Represents right-hand-sides of 'TyCon's for algebraic types
274 data AlgTyConRhs
275
276   -- | Says that we know nothing about this data type, except that it's represented
277   -- by a pointer.  Used when we export a data type abstractly into an .hi file.
278   = AbstractTyCon
279
280   -- | Represents an open type family without a fixed right hand
281   -- side.  Additional instances can appear at any time.
282   -- 
283   -- These are introduced by either a top level declaration:
284   --
285   -- > data T a :: *
286   --
287   -- Or an assoicated data type declaration, within a class declaration:
288   --
289   -- > class C a b where
290   -- >   data T b :: *
291
292   | OpenTyCon {
293       otArgPoss :: AssocFamilyPermutation
294     }
295
296   -- | Information about those 'TyCon's derived from a @data@ declaration. This includes 
297   -- data types with no constructors at all.
298   | DataTyCon {
299         data_cons :: [DataCon],
300                         -- ^ The data type constructors; can be empty if the user declares
301                         --   the type to have no constructors
302                         --
303                         -- INVARIANT: Kept in order of increasing 'DataCon' tag
304                         
305                         --        (see the tag assignment in DataCon.mkDataCon)
306         is_enum :: Bool         -- ^ Cached value: is this an enumeration type? (See 'isEnumerationTyCon')
307     }
308
309   -- | Information about those 'TyCon's derived from a @newtype@ declaration
310   | NewTyCon {
311         data_con :: DataCon,    -- ^ The unique constructor for the @newtype@. It has no existentials
312
313         nt_rhs :: Type,         -- ^ Cached value: the argument type of the constructor, which
314                                 -- is just the representation type of the 'TyCon' (remember that
315                                 -- @newtype@s do not exist at runtime so need a different representation
316                                 -- type).
317                                 --
318                                 -- The free 'TyVar's of this type are the 'tyConTyVars' from the corresponding
319                                 -- 'TyCon'
320
321         nt_etad_rhs :: ([TyVar], Type),
322                         -- ^ Same as the 'nt_rhs', but this time eta-reduced. Hence the list of 'TyVar's in 
323                         -- this field may be shorter than the declared arity of the 'TyCon'.
324                         
325                         -- See Note [Newtype eta]
326       
327         nt_co :: Maybe TyCon   -- ^ A 'TyCon' (which is always a 'CoercionTyCon') that can have a 'Coercion' 
328                                 -- extracted from it to create the @newtype@ from the representation 'Type'.
329                                 --
330                                 -- This field is optional for non-recursive @newtype@s only.
331                                 
332                                 -- See Note [Newtype coercions]
333                                 -- Invariant: arity = #tvs in nt_etad_rhs;
334                                 --      See Note [Newtype eta]
335                                 -- Watch out!  If any newtypes become transparent
336                                 -- again check Trac #1072.
337     }
338
339 type AssocFamilyPermutation
340   = Maybe [Int]  -- Nothing for *top-level* type families
341                  -- For *associated* type families, gives the position
342                  -- of that 'TyVar' in the class argument list (0-indexed)
343                  -- e.g.  class C a b c where { type F c a :: *->* }
344                  --       Then we get Just [2,0]
345          -- For *synonyms*, the length of the list is identical to
346          --                 the TyCon's arity
347          -- For *data types*, the length may be smaller than the
348          --     TyCon's arity; e.g. class C a where { data D a :: *->* }
349          --                    here D gets arity 2
350
351 -- | Extract those 'DataCon's that we are able to learn about. Note that visibility in this sense does not
352 -- correspond to visibility in the context of any particular user program!
353 visibleDataCons :: AlgTyConRhs -> [DataCon]
354 visibleDataCons AbstractTyCon                 = []
355 visibleDataCons OpenTyCon {}                  = []
356 visibleDataCons (DataTyCon{ data_cons = cs }) = cs
357 visibleDataCons (NewTyCon{ data_con = c })    = [c]
358
359 -- ^ Both type classes as well as family instances imply implicit
360 -- type constructors.  These implicit type constructors refer to their parent
361 -- structure (ie, the class or family from which they derive) using a type of
362 -- the following form.  We use 'TyConParent' for both algebraic and synonym 
363 -- types, but the variant 'ClassTyCon' will only be used by algebraic 'TyCon's.
364 data TyConParent 
365   = -- | An ordinary type constructor has no parent.
366     NoParentTyCon
367
368   -- | Type constructors representing a class dictionary.
369   | ClassTyCon          
370         Class           -- INVARIANT: the classTyCon of this Class is the current tycon
371
372   -- | Type constructors representing an instance of a type family. Parameters:
373   --
374   --  1) The type family in question
375   --
376   --  2) Instance types; free variables are the 'tyConTyVars'
377   --  of the current 'TyCon' (not the family one). INVARIANT: 
378   --  the number of types matches the arity of the family 'TyCon'
379   --
380   --  3) A 'CoercionTyCon' identifying the representation
381   --  type with the type instance family
382   | FamilyTyCon
383         TyCon
384         [Type]
385         TyCon  -- c.f. Note [Newtype coercions]
386
387         --
388         -- E.g.  data intance T [a] = ...
389         -- gives a representation tycon:
390         --      data :R7T a = ...
391         --      axiom co a :: T [a] ~ :R7T a
392         -- with :R7T's algTcParent = FamilyTyCon T [a] co
393
394 -- | Checks the invariants of a 'TyConParent' given the appropriate type class name, if any
395 okParent :: Name -> TyConParent -> Bool
396 okParent _       NoParentTyCon                   = True
397 okParent tc_name (ClassTyCon cls)                = tyConName (classTyCon cls) == tc_name
398 okParent _       (FamilyTyCon fam_tc tys _co_tc) = tyConArity fam_tc == length tys
399
400 --------------------
401
402 -- | Information pertaining to the expansion of a type synonym (@type@)
403 data SynTyConRhs
404   = OpenSynTyCon      -- e.g. type family F x y :: * -> *
405        Kind           -- Kind of the "rhs"; ie *excluding type indices*
406                       --     In the example, the kind is (*->*)
407        AssocFamilyPermutation
408
409   | SynonymTyCon Type   -- ^ The synonym mentions head type variables. It acts as a
410                         -- template for the expansion when the 'TyCon' is applied to some
411                         -- types.
412 \end{code}
413
414 Note [Newtype coercions]
415 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
416 The NewTyCon field nt_co is a a TyCon (a coercion constructor in fact)
417 which is used for coercing from the representation type of the
418 newtype, to the newtype itself. For example,
419
420    newtype T a = MkT (a -> a)
421
422 the NewTyCon for T will contain nt_co = CoT where CoT t : T t ~ t ->
423 t.  This TyCon is a CoercionTyCon, so it does not have a kind on its
424 own; it basically has its own typing rule for the fully-applied
425 version.  If the newtype T has k type variables then CoT has arity at
426 most k.  In the case that the right hand side is a type application
427 ending with the same type variables as the left hand side, we
428 "eta-contract" the coercion.  So if we had
429
430    newtype S a = MkT [a]
431
432 then we would generate the arity 0 coercion CoS : S ~ [].  The
433 primary reason we do this is to make newtype deriving cleaner.
434
435 In the paper we'd write
436         axiom CoT : (forall t. T t) ~ (forall t. [t])
437 and then when we used CoT at a particular type, s, we'd say
438         CoT @ s
439 which encodes as (TyConApp instCoercionTyCon [TyConApp CoT [], s])
440
441 But in GHC we instead make CoT into a new piece of type syntax, CoercionTyCon,
442 (like instCoercionTyCon, symCoercionTyCon etc), which must always
443 be saturated, but which encodes as
444         TyConApp CoT [s]
445 In the vocabulary of the paper it's as if we had axiom declarations
446 like
447         axiom CoT t :  T t ~ [t]
448
449 Note [Newtype eta]
450 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
451 Consider
452         newtype Parser m a = MkParser (Foogle m a)
453 Are these two types equal (to Core)?
454         Monad (Parser m) 
455         Monad (Foogle m)
456 Well, yes.  But to see that easily we eta-reduce the RHS type of
457 Parser, in this case to ([], Froogle), so that even unsaturated applications
458 of Parser will work right.  This eta reduction is done when the type 
459 constructor is built, and cached in NewTyCon.  The cached field is
460 only used in coreExpandTyCon_maybe.
461  
462 Here's an example that I think showed up in practice
463 Source code:
464         newtype T a = MkT [a]
465         newtype Foo m = MkFoo (forall a. m a -> Int)
466
467         w1 :: Foo []
468         w1 = ...
469         
470         w2 :: Foo T
471         w2 = MkFoo (\(MkT x) -> case w1 of MkFoo f -> f x)
472
473 After desugaring, and discarding the data constructors for the newtypes,
474 we get:
475         w2 :: Foo T
476         w2 = w1
477 And now Lint complains unless Foo T == Foo [], and that requires T==[]
478
479 This point carries over to the newtype coercion, because we need to
480 say 
481         w2 = w1 `cast` Foo CoT
482
483 so the coercion tycon CoT must have 
484         kind:    T ~ []
485  and    arity:   0
486
487
488 Note [Indexed data types] (aka data type families)
489 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
490    See also Note [Wrappers for data instance tycons] in MkId.lhs
491
492 Consider
493         data family T a
494
495         data instance T (b,c) where
496           T1 :: b -> c -> T (b,c)
497
498 Then
499   * T is the "family TyCon"
500
501   * We make "representation TyCon" :R1T, thus:
502         data :R1T b c where
503           T1 :: forall b c. b -> c -> :R1T b c
504
505   * It has a top-level coercion connecting it to the family TyCon
506
507         axiom :Co:R1T b c : T (b,c) ~ :R1T b c
508
509   * The data contructor T1 has a wrapper (which is what the source-level
510     "T1" invokes):
511
512         $WT1 :: forall b c. b -> c -> T (b,c)
513         $WT1 b c (x::b) (y::c) = T1 b c x y `cast` sym (:Co:R1T b c)
514
515   * The representation TyCon :R1T has an AlgTyConParent of
516
517         FamilyTyCon T [(b,c)] :Co:R1T
518
519
520
521 %************************************************************************
522 %*                                                                      *
523 \subsection{PrimRep}
524 %*                                                                      *
525 %************************************************************************
526
527 A PrimRep is somewhat similar to a CgRep (see codeGen/SMRep) and a
528 MachRep (see cmm/CmmExpr), although each of these types has a distinct
529 and clearly defined purpose:
530
531   - A PrimRep is a CgRep + information about signedness + information
532     about primitive pointers (AddrRep).  Signedness and primitive
533     pointers are required when passing a primitive type to a foreign
534     function, but aren't needed for call/return conventions of Haskell
535     functions.
536
537   - A MachRep is a basic machine type (non-void, doesn't contain
538     information on pointerhood or signedness, but contains some
539     reps that don't have corresponding Haskell types).
540
541 \begin{code}
542 -- | A 'PrimRep' is an abstraction of a type.  It contains information that
543 -- the code generator needs in order to pass arguments, return results,
544 -- and store values of this type.
545 data PrimRep
546   = VoidRep
547   | PtrRep
548   | IntRep              -- ^ Signed, word-sized value
549   | WordRep             -- ^ Unsigned, word-sized value
550   | Int64Rep            -- ^ Signed, 64 bit value (with 32-bit words only)
551   | Word64Rep           -- ^ Unsigned, 64 bit value (with 32-bit words only)
552   | AddrRep             -- ^ A pointer, but /not/ to a Haskell value (use 'PtrRep')
553   | FloatRep
554   | DoubleRep
555   deriving( Eq, Show )
556
557 instance Outputable PrimRep where
558   ppr r = text (show r)
559
560 -- | Find the size of a 'PrimRep', in words
561 primRepSizeW :: PrimRep -> Int
562 primRepSizeW IntRep   = 1
563 primRepSizeW WordRep  = 1
564 primRepSizeW Int64Rep = wORD64_SIZE `quot` wORD_SIZE
565 primRepSizeW Word64Rep= wORD64_SIZE `quot` wORD_SIZE
566 primRepSizeW FloatRep = 1    -- NB. might not take a full word
567 primRepSizeW DoubleRep= dOUBLE_SIZE `quot` wORD_SIZE
568 primRepSizeW AddrRep  = 1
569 primRepSizeW PtrRep   = 1
570 primRepSizeW VoidRep  = 0
571 \end{code}
572
573 %************************************************************************
574 %*                                                                      *
575 \subsection{TyCon Construction}
576 %*                                                                      *
577 %************************************************************************
578
579 Note: the TyCon constructors all take a Kind as one argument, even though
580 they could, in principle, work out their Kind from their other arguments.
581 But to do so they need functions from Types, and that makes a nasty
582 module mutual-recursion.  And they aren't called from many places.
583 So we compromise, and move their Kind calculation to the call site.
584
585 \begin{code}
586 -- | Given the name of the function type constructor and it's kind, create the
587 -- corresponding 'TyCon'. It is reccomended to use 'TypeRep.funTyCon' if you want 
588 -- this functionality
589 mkFunTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
590 mkFunTyCon name kind 
591   = FunTyCon { 
592         tyConUnique = nameUnique name,
593         tyConName   = name,
594         tc_kind   = kind,
595         tyConArity  = 2
596     }
597
598 -- | This is the making of an algebraic 'TyCon'. Notably, you have to pass in the generic (in the -XGenerics sense)
599 -- information about the type constructor - you can get hold of it easily (see Generics module)
600 mkAlgTyCon :: Name
601            -> Kind              -- ^ Kind of the resulting 'TyCon'
602            -> [TyVar]           -- ^ 'TyVar's scoped over: see 'tyConTyVars'. Arity is inferred from the length of this list
603            -> [PredType]        -- ^ Stupid theta: see 'algTcStupidTheta'
604            -> AlgTyConRhs       -- ^ Information about dat aconstructors
605            -> TyConParent
606            -> RecFlag           -- ^ Is the 'TyCon' recursive?
607            -> Bool              -- ^ Does it have generic functions? See 'hasGenerics'
608            -> Bool              -- ^ Was the 'TyCon' declared with GADT syntax?
609            -> TyCon
610 mkAlgTyCon name kind tyvars stupid rhs parent is_rec gen_info gadt_syn
611   = AlgTyCon {  
612         tyConName        = name,
613         tyConUnique      = nameUnique name,
614         tc_kind  = kind,
615         tyConArity       = length tyvars,
616         tyConTyVars      = tyvars,
617         algTcStupidTheta = stupid,
618         algTcRhs         = rhs,
619         algTcParent      = ASSERT( okParent name parent ) parent,
620         algTcRec         = is_rec,
621         algTcGadtSyntax  = gadt_syn,
622         hasGenerics = gen_info
623     }
624
625 -- | Simpler specialization of 'mkAlgTyCon' for classes
626 mkClassTyCon :: Name -> Kind -> [TyVar] -> AlgTyConRhs -> Class -> RecFlag -> TyCon
627 mkClassTyCon name kind tyvars rhs clas is_rec =
628   mkAlgTyCon name kind tyvars [] rhs (ClassTyCon clas) is_rec False False
629
630 mkTupleTyCon :: Name 
631              -> Kind    -- ^ Kind of the resulting 'TyCon'
632              -> Arity   -- ^ Arity of the tuple
633              -> [TyVar] -- ^ 'TyVar's scoped over: see 'tyConTyVars'
634              -> DataCon 
635              -> Boxity  -- ^ Whether the tuple is boxed or unboxed
636              -> Bool    -- ^ Does it have generic functions? See 'hasGenerics'
637              -> TyCon
638 mkTupleTyCon name kind arity tyvars con boxed gen_info
639   = TupleTyCon {
640         tyConUnique = nameUnique name,
641         tyConName = name,
642         tc_kind = kind,
643         tyConArity = arity,
644         tyConBoxed = boxed,
645         tyConTyVars = tyvars,
646         dataCon = con,
647         hasGenerics = gen_info
648     }
649
650 -- ^ Foreign-imported (.NET) type constructors are represented
651 -- as primitive, but /lifted/, 'TyCons' for now. They are lifted
652 -- because the Haskell type @T@ representing the (foreign) .NET
653 -- type @T@ is actually implemented (in ILX) as a @thunk<T>@
654 mkForeignTyCon :: Name 
655                -> Maybe FastString -- ^ Name of the foreign imported thing, maybe
656                -> Kind 
657                -> Arity 
658                -> TyCon
659 mkForeignTyCon name ext_name kind arity
660   = PrimTyCon {
661         tyConName    = name,
662         tyConUnique  = nameUnique name,
663         tc_kind    = kind,
664         tyConArity   = arity,
665         primTyConRep = PtrRep, -- they all do
666         isUnLifted   = False,
667         tyConExtName = ext_name
668     }
669
670
671 -- | Create an unlifted primitive 'TyCon', such as @Int#@
672 mkPrimTyCon :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> TyCon
673 mkPrimTyCon name kind arity rep
674   = mkPrimTyCon' name kind arity rep True  
675
676 -- | Kind constructors
677 mkKindTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
678 mkKindTyCon name kind
679   = mkPrimTyCon' name kind 0 VoidRep True  
680
681 -- | Create a lifted primitive 'TyCon' such as @RealWorld@
682 mkLiftedPrimTyCon :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> TyCon
683 mkLiftedPrimTyCon name kind arity rep
684   = mkPrimTyCon' name kind arity rep False
685
686 mkPrimTyCon' :: Name  -> Kind -> Arity -> PrimRep -> Bool -> TyCon
687 mkPrimTyCon' name kind arity rep is_unlifted
688   = PrimTyCon {
689         tyConName    = name,
690         tyConUnique  = nameUnique name,
691         tc_kind    = kind,
692         tyConArity   = arity,
693         primTyConRep = rep,
694         isUnLifted   = is_unlifted,
695         tyConExtName = Nothing
696     }
697
698 -- | Create a type synonym 'TyCon'
699 mkSynTyCon :: Name -> Kind -> [TyVar] -> SynTyConRhs -> TyConParent -> TyCon
700 mkSynTyCon name kind tyvars rhs parent
701   = SynTyCon {  
702         tyConName = name,
703         tyConUnique = nameUnique name,
704         tc_kind = kind,
705         tyConArity = length tyvars,
706         tyConTyVars = tyvars,
707         synTcRhs = rhs,
708         synTcParent = parent
709     }
710
711 -- | Create a coercion 'TyCon'
712 mkCoercionTyCon :: Name -> Arity 
713                 -> CoTyConKindChecker
714                 -> TyCon
715 mkCoercionTyCon name arity rule_fn
716   = CoercionTyCon {
717         tyConName   = name,
718         tyConUnique = nameUnique name,
719         tyConArity  = arity,
720 #ifdef DEBUG
721         coKindFun   = \ ty co fail args -> 
722                       ASSERT2( length args == arity, ppr name )
723                       rule_fn ty co fail args
724 #else
725         coKindFun   = rule_fn
726 #endif
727     }
728
729 mkAnyTyCon :: Name -> Kind -> TyCon
730 mkAnyTyCon name kind 
731   = AnyTyCon {  tyConName = name,
732                 tc_kind = kind,
733                 tyConUnique = nameUnique name }
734
735 -- | Create a super-kind 'TyCon'
736 mkSuperKindTyCon :: Name -> TyCon -- Super kinds always have arity zero
737 mkSuperKindTyCon name
738   = SuperKindTyCon {
739         tyConName = name,
740         tyConUnique = nameUnique name
741   }
742 \end{code}
743
744 \begin{code}
745 isFunTyCon :: TyCon -> Bool
746 isFunTyCon (FunTyCon {}) = True
747 isFunTyCon _             = False
748
749 -- | Test if the 'TyCon' is algebraic but abstract (invisible data constructors)
750 isAbstractTyCon :: TyCon -> Bool
751 isAbstractTyCon (AlgTyCon { algTcRhs = AbstractTyCon }) = True
752 isAbstractTyCon _ = False
753
754 -- | Make an algebraic 'TyCon' abstract. Panics if the supplied 'TyCon' is not algebraic
755 makeTyConAbstract :: TyCon -> TyCon
756 makeTyConAbstract tc@(AlgTyCon {}) = tc { algTcRhs = AbstractTyCon }
757 makeTyConAbstract tc = pprPanic "makeTyConAbstract" (ppr tc)
758
759 -- | Does this 'TyCon' represent something that cannot be defined in Haskell?
760 isPrimTyCon :: TyCon -> Bool
761 isPrimTyCon (PrimTyCon {}) = True
762 isPrimTyCon _              = False
763
764 -- | Is this 'TyCon' unlifted (i.e. cannot contain bottom)? Note that this can only
765 -- be true for primitive and unboxed-tuple 'TyCon's
766 isUnLiftedTyCon :: TyCon -> Bool
767 isUnLiftedTyCon (PrimTyCon  {isUnLifted = is_unlifted}) = is_unlifted
768 isUnLiftedTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity})      = not (isBoxed boxity)
769 isUnLiftedTyCon _                                       = False
770
771 -- | Returns @True@ if the supplied 'TyCon' resulted from either a @data@ or @newtype@ declaration
772 isAlgTyCon :: TyCon -> Bool
773 isAlgTyCon (AlgTyCon {})   = True
774 isAlgTyCon (TupleTyCon {}) = True
775 isAlgTyCon _               = False
776
777 isDataTyCon :: TyCon -> Bool
778 -- ^ Returns @True@ for data types that are /definitely/ represented by 
779 -- heap-allocated constructors.  These are scrutinised by Core-level 
780 -- @case@ expressions, and they get info tables allocated for them.
781 -- 
782 -- Generally, the function will be true for all @data@ types and false
783 -- for @newtype@s, unboxed tuples and type family 'TyCon's. But it is
784 -- not guarenteed to return @True@ in all cases that it could.
785 -- 
786 -- NB: for a data type family, only the /instance/ 'TyCon's
787 --     get an info table.  The family declaration 'TyCon' does not
788 isDataTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = rhs})
789   = case rhs of
790         OpenTyCon {}  -> False
791         DataTyCon {}  -> True
792         NewTyCon {}   -> False
793         AbstractTyCon -> False   -- We don't know, so return False
794 isDataTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = isBoxed boxity
795 isDataTyCon _ = False
796
797 -- | Is this 'TyCon' that for a @newtype@
798 isNewTyCon :: TyCon -> Bool
799 isNewTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon {}}) = True
800 isNewTyCon _                                   = False
801
802 tyConHasKind :: TyCon -> Bool
803 tyConHasKind (SuperKindTyCon {}) = False
804 tyConHasKind (CoercionTyCon {})  = False
805 tyConHasKind _                   = True
806
807 -- | Take a 'TyCon' apart into the 'TyVar's it scopes over, the 'Type' it expands
808 -- into, and (possibly) a coercion from the representation type to the @newtype@.
809 -- Returns @Nothing@ if this is not possible.
810 unwrapNewTyCon_maybe :: TyCon -> Maybe ([TyVar], Type, Maybe TyCon)
811 unwrapNewTyCon_maybe (AlgTyCon { tyConTyVars = tvs, 
812                                  algTcRhs = NewTyCon { nt_co = mb_co, 
813                                                        nt_rhs = rhs }})
814                            = Just (tvs, rhs, mb_co)
815 unwrapNewTyCon_maybe _     = Nothing
816
817 isProductTyCon :: TyCon -> Bool
818 -- | A /product/ 'TyCon' must both:
819 --
820 -- 1. Have /one/ constructor
821 -- 
822 -- 2. /Not/ be existential
823 -- 
824 -- However other than this there are few restrictions: they may be @data@ or @newtype@ 
825 -- 'TyCon's of any boxity and may even be recursive.
826 isProductTyCon tc@(AlgTyCon {}) = case algTcRhs tc of
827                                     DataTyCon{ data_cons = [data_con] } 
828                                                 -> isVanillaDataCon data_con
829                                     NewTyCon {} -> True
830                                     _           -> False
831 isProductTyCon (TupleTyCon {})  = True   
832 isProductTyCon _                = False
833
834 -- | Is this a 'TyCon' representing a type synonym (@type@)?
835 isSynTyCon :: TyCon -> Bool
836 isSynTyCon (SynTyCon {}) = True
837 isSynTyCon _             = False
838
839 -- As for newtypes, it is in some contexts important to distinguish between
840 -- closed synonyms and synonym families, as synonym families have no unique
841 -- right hand side to which a synonym family application can expand.
842 --
843
844 -- | Is this a synonym 'TyCon' that can have no further instances appear?
845 isClosedSynTyCon :: TyCon -> Bool
846 isClosedSynTyCon tycon = isSynTyCon tycon && not (isOpenTyCon tycon)
847
848 -- | Is this a synonym 'TyCon' that can have may have further instances appear?
849 isOpenSynTyCon :: TyCon -> Bool
850 isOpenSynTyCon tycon = isSynTyCon tycon && isOpenTyCon tycon
851
852 isDecomposableTyCon :: TyCon -> Bool
853 -- True iff we can deocmpose (T a b c) into ((T a b) c)
854 -- Specifically NOT true of synonyms (open and otherwise) and coercions
855 isDecomposableTyCon (SynTyCon      {}) = False
856 isDecomposableTyCon (CoercionTyCon {}) = False
857 isDecomposableTyCon _other             = True
858
859 -- | Is this an algebraic 'TyCon' declared with the GADT syntax?
860 isGadtSyntaxTyCon :: TyCon -> Bool
861 isGadtSyntaxTyCon (AlgTyCon { algTcGadtSyntax = res }) = res
862 isGadtSyntaxTyCon _                                    = False
863
864 -- | Is this an algebraic 'TyCon' which is just an enumeration of values?
865 isEnumerationTyCon :: TyCon -> Bool
866 isEnumerationTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { is_enum = res }}) = res
867 isEnumerationTyCon _                                                   = False
868
869 -- | Is this a 'TyCon', synonym or otherwise, that may have further instances appear?
870 isOpenTyCon :: TyCon -> Bool
871 isOpenTyCon (SynTyCon {synTcRhs = OpenSynTyCon {}}) = True
872 isOpenTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = OpenTyCon {}})    = True
873 isOpenTyCon _                                       = False
874
875 -- | Injective 'TyCon's can be decomposed, so that
876 --     T ty1 ~ T ty2  =>  ty1 ~ ty2
877 isInjectiveTyCon :: TyCon -> Bool
878 isInjectiveTyCon tc = not (isSynTyCon tc)
879         -- Ultimately we may have injective associated types
880         -- in which case this test will become more interesting
881         --
882         -- It'd be unusual to call isInjectiveTyCon on a regular H98
883         -- type synonym, because you should probably have expanded it first
884         -- But regardless, it's not injective!
885
886 -- | Extract the mapping from 'TyVar' indexes to indexes in the corresponding family
887 -- argument lists form an open 'TyCon' of any sort, if the given 'TyCon' is indeed
888 -- such a beast and that information is available
889 assocTyConArgPoss_maybe :: TyCon -> Maybe [Int]
890 assocTyConArgPoss_maybe (AlgTyCon { 
891                            algTcRhs = OpenTyCon {otArgPoss = poss}})  = poss
892 assocTyConArgPoss_maybe (SynTyCon { synTcRhs = OpenSynTyCon _ poss }) = poss
893 assocTyConArgPoss_maybe _ = Nothing
894
895 -- | Are we able to extract informationa 'TyVar' to class argument list
896 -- mappping from a given 'TyCon'?
897 isTyConAssoc :: TyCon -> Bool
898 isTyConAssoc = isJust . assocTyConArgPoss_maybe
899
900 -- | Set the AssocFamilyPermutation structure in an 
901 -- associated data or type synonym.  The [TyVar] are the
902 -- class type variables.  Remember, the tyvars of an associated
903 -- data/type are a subset of the class tyvars; except that an
904 -- associated data type can have extra type variables at the
905 -- end (see Note [Avoid name clashes for associated data types] in TcHsType)
906 setTyConArgPoss :: [TyVar] -> TyCon -> TyCon
907 setTyConArgPoss clas_tvs tc
908   = case tc of
909       AlgTyCon { algTcRhs = rhs }               -> tc { algTcRhs = rhs {otArgPoss = Just ps} }
910       SynTyCon { synTcRhs = OpenSynTyCon ki _ } -> tc { synTcRhs = OpenSynTyCon ki (Just ps) }
911       _                                         -> pprPanic "setTyConArgPoss" (ppr tc)
912   where
913     ps = catMaybes [tv `elemIndex` clas_tvs | tv <- tyConTyVars tc]
914        -- We will get Nothings for the "extra" type variables in an
915        -- associated data type
916
917 -- The unit tycon didn't used to be classed as a tuple tycon
918 -- but I thought that was silly so I've undone it
919 -- If it can't be for some reason, it should be a AlgTyCon
920 isTupleTyCon :: TyCon -> Bool
921 -- ^ Does this 'TyCon' represent a tuple?
922 --
923 -- NB: when compiling @Data.Tuple@, the tycons won't reply @True@ to
924 -- 'isTupleTyCon', becuase they are built as 'AlgTyCons'.  However they
925 -- get spat into the interface file as tuple tycons, so I don't think
926 -- it matters.
927 isTupleTyCon (TupleTyCon {}) = True
928 isTupleTyCon _               = False
929
930 -- | Is this the 'TyCon' for an unboxed tuple?
931 isUnboxedTupleTyCon :: TyCon -> Bool
932 isUnboxedTupleTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = not (isBoxed boxity)
933 isUnboxedTupleTyCon _                                  = False
934
935 -- | Is this the 'TyCon' for a boxed tuple?
936 isBoxedTupleTyCon :: TyCon -> Bool
937 isBoxedTupleTyCon (TupleTyCon {tyConBoxed = boxity}) = isBoxed boxity
938 isBoxedTupleTyCon _                                  = False
939
940 -- | Extract the boxity of the given 'TyCon', if it is a 'TupleTyCon'.
941 -- Panics otherwise
942 tupleTyConBoxity :: TyCon -> Boxity
943 tupleTyConBoxity tc = tyConBoxed tc
944
945 -- | Is this a recursive 'TyCon'?
946 isRecursiveTyCon :: TyCon -> Bool
947 isRecursiveTyCon (AlgTyCon {algTcRec = Recursive}) = True
948 isRecursiveTyCon _                                 = False
949
950 -- | Did this 'TyCon' originate from type-checking a .h*-boot file?
951 isHiBootTyCon :: TyCon -> Bool
952 -- Used for knot-tying in hi-boot files
953 isHiBootTyCon (AlgTyCon {algTcRhs = AbstractTyCon}) = True
954 isHiBootTyCon _                                     = False
955
956 -- | Is this the 'TyCon' of a foreign-imported type constructor?
957 isForeignTyCon :: TyCon -> Bool
958 isForeignTyCon (PrimTyCon {tyConExtName = Just _}) = True
959 isForeignTyCon _                                   = False
960
961 -- | Is this a super-kind 'TyCon'?
962 isSuperKindTyCon :: TyCon -> Bool
963 isSuperKindTyCon (SuperKindTyCon {}) = True
964 isSuperKindTyCon _                   = False
965
966 -- | Is this an AnyTyCon?
967 isAnyTyCon :: TyCon -> Bool
968 isAnyTyCon (AnyTyCon {}) = True
969 isAnyTyCon _              = False
970
971 -- | Attempt to pull a 'TyCon' apart into the arity and 'coKindFun' of
972 -- a coercion 'TyCon'. Returns @Nothing@ if the 'TyCon' is not of the
973 -- appropriate kind
974 isCoercionTyCon_maybe :: Monad m => TyCon -> Maybe (Arity, CoTyConKindCheckerFun m)
975 isCoercionTyCon_maybe (CoercionTyCon {tyConArity = ar, coKindFun = rule}) 
976   = Just (ar, rule)
977 isCoercionTyCon_maybe _ = Nothing
978
979 -- | Is this a 'TyCon' that represents a coercion?
980 isCoercionTyCon :: TyCon -> Bool
981 isCoercionTyCon (CoercionTyCon {}) = True
982 isCoercionTyCon _                  = False
983
984 -- | Identifies implicit tycons that, in particular, do not go into interface
985 -- files (because they are implicitly reconstructed when the interface is
986 -- read).
987 --
988 -- Note that:
989 --
990 -- * Associated families are implicit, as they are re-constructed from
991 --   the class declaration in which they reside, and 
992 --
993 -- * Family instances are /not/ implicit as they represent the instance body
994 --   (similar to a @dfun@ does that for a class instance).
995 isImplicitTyCon :: TyCon -> Bool
996 isImplicitTyCon tycon | isTyConAssoc tycon           = True
997                       | isSynTyCon tycon             = False
998                       | isAlgTyCon tycon             = isClassTyCon tycon ||
999                                                        isTupleTyCon tycon
1000 isImplicitTyCon _other                               = True
1001         -- catches: FunTyCon, PrimTyCon, 
1002         -- CoercionTyCon, SuperKindTyCon
1003 \end{code}
1004
1005
1006 -----------------------------------------------
1007 --      Expand type-constructor applications
1008 -----------------------------------------------
1009
1010 \begin{code}
1011 tcExpandTyCon_maybe, coreExpandTyCon_maybe 
1012         :: TyCon 
1013         -> [Type]                       -- ^ Arguments to 'TyCon'
1014         -> Maybe ([(TyVar,Type)],       
1015                   Type,                 
1016                   [Type])               -- ^ Returns a 'TyVar' substitution, the body type
1017                                         -- of the synonym (not yet substituted) and any arguments
1018                                         -- remaining from the application
1019
1020 -- ^ Used to create the view the /typechecker/ has on 'TyCon's. We expand (closed) synonyms only, cf. 'coreExpandTyCon_maybe'
1021 tcExpandTyCon_maybe (SynTyCon {tyConTyVars = tvs, 
1022                                synTcRhs = SynonymTyCon rhs }) tys
1023    = expand tvs rhs tys
1024 tcExpandTyCon_maybe _ _ = Nothing
1025
1026 ---------------
1027
1028 -- ^ Used to create the view /Core/ has on 'TyCon's. We expand not only closed synonyms like 'tcExpandTyCon_maybe',
1029 -- but also non-recursive @newtype@s
1030 coreExpandTyCon_maybe (AlgTyCon {
1031          algTcRhs = NewTyCon { nt_etad_rhs = etad_rhs, nt_co = Nothing }}) tys
1032    = case etad_rhs of   -- Don't do this in the pattern match, lest we accidentally
1033                         -- match the etad_rhs of a *recursive* newtype
1034         (tvs,rhs) -> expand tvs rhs tys
1035
1036 coreExpandTyCon_maybe tycon tys = tcExpandTyCon_maybe tycon tys
1037
1038
1039 ----------------
1040 expand  :: [TyVar] -> Type                      -- Template
1041         -> [Type]                               -- Args
1042         -> Maybe ([(TyVar,Type)], Type, [Type]) -- Expansion
1043 expand tvs rhs tys
1044   = case n_tvs `compare` length tys of
1045         LT -> Just (tvs `zip` tys, rhs, drop n_tvs tys)
1046         EQ -> Just (tvs `zip` tys, rhs, [])
1047         GT -> Nothing
1048    where
1049      n_tvs = length tvs
1050 \end{code}
1051
1052 \begin{code}
1053 -- | Does this 'TyCon' have any generic to\/from functions available? See also 'hasGenerics'
1054 tyConHasGenerics :: TyCon -> Bool
1055 tyConHasGenerics (AlgTyCon {hasGenerics = hg})   = hg
1056 tyConHasGenerics (TupleTyCon {hasGenerics = hg}) = hg
1057 tyConHasGenerics _                               = False        -- Synonyms
1058
1059 tyConKind :: TyCon -> Kind
1060 tyConKind (FunTyCon   { tc_kind = k }) = k
1061 tyConKind (AlgTyCon   { tc_kind = k }) = k
1062 tyConKind (TupleTyCon { tc_kind = k }) = k
1063 tyConKind (SynTyCon   { tc_kind = k }) = k
1064 tyConKind (PrimTyCon  { tc_kind = k }) = k
1065 tyConKind (AnyTyCon   { tc_kind = k }) = k
1066 tyConKind tc                           = pprPanic "tyConKind" (ppr tc)
1067
1068 -- | As 'tyConDataCons_maybe', but returns the empty list of constructors if no constructors
1069 -- could be found
1070 tyConDataCons :: TyCon -> [DataCon]
1071 -- It's convenient for tyConDataCons to return the
1072 -- empty list for type synonyms etc
1073 tyConDataCons tycon = tyConDataCons_maybe tycon `orElse` []
1074
1075 -- | Determine the 'DataCon's originating from the given 'TyCon', if the 'TyCon' is the
1076 -- sort that can have any constructors (note: this does not include abstract algebraic types)
1077 tyConDataCons_maybe :: TyCon -> Maybe [DataCon]
1078 tyConDataCons_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { data_cons = cons }}) = Just cons
1079 tyConDataCons_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { data_con = con }})    = Just [con]
1080 tyConDataCons_maybe (TupleTyCon {dataCon = con})                           = Just [con]
1081 tyConDataCons_maybe _                                                      = Nothing
1082
1083 -- | Determine the number of value constructors a 'TyCon' has. Panics if the 'TyCon'
1084 -- is not algebraic or a tuple
1085 tyConFamilySize  :: TyCon -> Int
1086 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = DataTyCon {data_cons = cons}}) = 
1087   length cons
1088 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = NewTyCon {}})                  = 1
1089 tyConFamilySize (AlgTyCon   {algTcRhs = OpenTyCon {}})                 = 0
1090 tyConFamilySize (TupleTyCon {})                                        = 1
1091 tyConFamilySize other = pprPanic "tyConFamilySize:" (ppr other)
1092
1093 -- | Extract an 'AlgTyConRhs' with information about data constructors from an algebraic or tuple
1094 -- 'TyCon'. Panics for any other sort of 'TyCon'
1095 algTyConRhs :: TyCon -> AlgTyConRhs
1096 algTyConRhs (AlgTyCon {algTcRhs = rhs})  = rhs
1097 algTyConRhs (TupleTyCon {dataCon = con}) = DataTyCon { data_cons = [con], is_enum = False }
1098 algTyConRhs other = pprPanic "algTyConRhs" (ppr other)
1099 \end{code}
1100
1101 \begin{code}
1102 -- | Extract the bound type variables and type expansion of a type synonym 'TyCon'. Panics if the
1103 -- 'TyCon' is not a synonym
1104 newTyConRhs :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1105 newTyConRhs (AlgTyCon {tyConTyVars = tvs, algTcRhs = NewTyCon { nt_rhs = rhs }}) = (tvs, rhs)
1106 newTyConRhs tycon = pprPanic "newTyConRhs" (ppr tycon)
1107
1108 -- | Extract the bound type variables and type expansion of an eta-contracted type synonym 'TyCon'.
1109 -- Panics if the 'TyCon' is not a synonym
1110 newTyConEtadRhs :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1111 newTyConEtadRhs (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { nt_etad_rhs = tvs_rhs }}) = tvs_rhs
1112 newTyConEtadRhs tycon = pprPanic "newTyConEtadRhs" (ppr tycon)
1113
1114 -- | Extracts the @newtype@ coercion from such a 'TyCon', which can be used to construct something
1115 -- with the @newtype@s type from its representation type (right hand side). If the supplied 'TyCon'
1116 -- is not a @newtype@, returns @Nothing@
1117 newTyConCo_maybe :: TyCon -> Maybe TyCon
1118 newTyConCo_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { nt_co = co }}) = co
1119 newTyConCo_maybe _                                               = Nothing
1120
1121 -- | Find the primitive representation of a 'TyCon'
1122 tyConPrimRep :: TyCon -> PrimRep
1123 tyConPrimRep (PrimTyCon {primTyConRep = rep}) = rep
1124 tyConPrimRep tc = ASSERT(not (isUnboxedTupleTyCon tc)) PtrRep
1125 \end{code}
1126
1127 \begin{code}
1128 -- | Find the \"stupid theta\" of the 'TyCon'. A \"stupid theta\" is the context to the left of
1129 -- an algebraic type declaration, e.g. @Eq a@ in the declaration @data Eq a => T a ...@
1130 tyConStupidTheta :: TyCon -> [PredType]
1131 tyConStupidTheta (AlgTyCon {algTcStupidTheta = stupid}) = stupid
1132 tyConStupidTheta (TupleTyCon {})                        = []
1133 tyConStupidTheta tycon = pprPanic "tyConStupidTheta" (ppr tycon)
1134 \end{code}
1135
1136 \begin{code}
1137 -- | Extract the 'TyVar's bound by a type synonym and the corresponding (unsubstituted) right hand side.
1138 -- If the given 'TyCon' is not a type synonym, panics
1139 synTyConDefn :: TyCon -> ([TyVar], Type)
1140 synTyConDefn (SynTyCon {tyConTyVars = tyvars, synTcRhs = SynonymTyCon ty}) 
1141   = (tyvars, ty)
1142 synTyConDefn tycon = pprPanic "getSynTyConDefn" (ppr tycon)
1143
1144 -- | Extract the information pertaining to the right hand side of a type synonym (@type@) declaration. Panics
1145 -- if the given 'TyCon' is not a type synonym
1146 synTyConRhs :: TyCon -> SynTyConRhs
1147 synTyConRhs (SynTyCon {synTcRhs = rhs}) = rhs
1148 synTyConRhs tc                          = pprPanic "synTyConRhs" (ppr tc)
1149
1150 -- | Find the expansion of the type synonym represented by the given 'TyCon'. The free variables of this
1151 -- type will typically include those 'TyVar's bound by the 'TyCon'. Panics if the 'TyCon' is not that of
1152 -- a type synonym
1153 synTyConType :: TyCon -> Type
1154 synTyConType tc = case synTcRhs tc of
1155                     SynonymTyCon t -> t
1156                     _              -> pprPanic "synTyConType" (ppr tc)
1157
1158 -- | Find the 'Kind' of an open type synonym. Panics if the 'TyCon' is not an open type synonym
1159 synTyConResKind :: TyCon -> Kind
1160 synTyConResKind (SynTyCon {synTcRhs = OpenSynTyCon kind _}) = kind
1161 synTyConResKind tycon  = pprPanic "synTyConResKind" (ppr tycon)
1162 \end{code}
1163
1164 \begin{code}
1165 -- | If the given 'TyCon' has a /single/ data constructor, i.e. it is a @data@ type with one
1166 -- alternative, a tuple type or a @newtype@ then that constructor is returned. If the 'TyCon'
1167 -- has more than one constructor, or represents a primitive or function type constructor then
1168 -- @Nothing@ is returned. In any other case, the function panics
1169 tyConSingleDataCon_maybe :: TyCon -> Maybe DataCon
1170 tyConSingleDataCon_maybe (TupleTyCon {dataCon = c})                            = Just c
1171 tyConSingleDataCon_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = DataTyCon { data_cons = [c] }}) = Just c
1172 tyConSingleDataCon_maybe (AlgTyCon {algTcRhs = NewTyCon { data_con = c }})     = Just c
1173 tyConSingleDataCon_maybe _                                                     = Nothing
1174 \end{code}
1175
1176 \begin{code}
1177 -- | Is this 'TyCon' that for a class instance?
1178 isClassTyCon :: TyCon -> Bool
1179 isClassTyCon (AlgTyCon {algTcParent = ClassTyCon _}) = True
1180 isClassTyCon _                                       = False
1181
1182 -- | If this 'TyCon' is that for a class instance, return the class it is for.
1183 -- Otherwise returns @Nothing@
1184 tyConClass_maybe :: TyCon -> Maybe Class
1185 tyConClass_maybe (AlgTyCon {algTcParent = ClassTyCon clas}) = Just clas
1186 tyConClass_maybe _                                          = Nothing
1187
1188 -- | Is this 'TyCon' that for a family instance, be that for a synonym or an
1189 -- algebraic family instance?
1190 isFamInstTyCon :: TyCon -> Bool
1191 isFamInstTyCon (AlgTyCon {algTcParent = FamilyTyCon _ _ _ }) = True
1192 isFamInstTyCon (SynTyCon {synTcParent = FamilyTyCon _ _ _ }) = True
1193 isFamInstTyCon _                                             = False
1194
1195 -- | If this 'TyCon' is that of a family instance, return the family in question
1196 -- and the instance types. Otherwise, return @Nothing@
1197 tyConFamInst_maybe :: TyCon -> Maybe (TyCon, [Type])
1198 tyConFamInst_maybe (AlgTyCon {algTcParent = FamilyTyCon fam instTys _}) = 
1199   Just (fam, instTys)
1200 tyConFamInst_maybe (SynTyCon {synTcParent = FamilyTyCon fam instTys _}) = 
1201   Just (fam, instTys)
1202 tyConFamInst_maybe _                                                    = 
1203   Nothing
1204
1205 -- | If this 'TyCon' is that of a family instance, return a 'TyCon' which represents 
1206 -- a coercion identifying the representation type with the type instance family.
1207 -- Otherwise, return @Nothing@
1208 tyConFamilyCoercion_maybe :: TyCon -> Maybe TyCon
1209 tyConFamilyCoercion_maybe (AlgTyCon {algTcParent = FamilyTyCon _ _ coe}) = 
1210   Just coe
1211 tyConFamilyCoercion_maybe (SynTyCon {synTcParent = FamilyTyCon _ _ coe}) = 
1212   Just coe
1213 tyConFamilyCoercion_maybe _                                              =
1214   Nothing
1215 \end{code}
1216
1217
1218 %************************************************************************
1219 %*                                                                      *
1220 \subsection[TyCon-instances]{Instance declarations for @TyCon@}
1221 %*                                                                      *
1222 %************************************************************************
1223
1224 @TyCon@s are compared by comparing their @Unique@s.
1225
1226 The strictness analyser needs @Ord@. It is a lexicographic order with
1227 the property @(a<=b) || (b<=a)@.
1228
1229 \begin{code}
1230 instance Eq TyCon where
1231     a == b = case (a `compare` b) of { EQ -> True;   _ -> False }
1232     a /= b = case (a `compare` b) of { EQ -> False;  _ -> True  }
1233
1234 instance Ord TyCon where
1235     a <= b = case (a `compare` b) of { LT -> True;  EQ -> True;  GT -> False }
1236     a <  b = case (a `compare` b) of { LT -> True;  EQ -> False; GT -> False }
1237     a >= b = case (a `compare` b) of { LT -> False; EQ -> True;  GT -> True  }
1238     a >  b = case (a `compare` b) of { LT -> False; EQ -> False; GT -> True  }
1239     compare a b = getUnique a `compare` getUnique b
1240
1241 instance Uniquable TyCon where
1242     getUnique tc = tyConUnique tc
1243
1244 instance Outputable TyCon where
1245     ppr tc  = ppr (getName tc) 
1246
1247 instance NamedThing TyCon where
1248     getName = tyConName
1249 \end{code}