[project @ 2001-11-30 09:32:27 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcBinds.lhs
1 %
2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
3 %
4 \section[TcBinds]{TcBinds}
5
6 \begin{code}
7 module TcBinds ( tcBindsAndThen, tcTopBinds,
8                  tcSpecSigs, tcBindWithSigs ) where
9
10 #include "HsVersions.h"
11
12 import {-# SOURCE #-} TcMatches ( tcGRHSs, tcMatchesFun )
13 import {-# SOURCE #-} TcExpr  ( tcExpr )
14
15 import CmdLineOpts      ( opt_NoMonomorphismRestriction )
16 import HsSyn            ( HsExpr(..), HsBinds(..), MonoBinds(..), Sig(..), 
17                           Match(..), HsMatchContext(..), 
18                           collectMonoBinders, andMonoBinds,
19                           collectSigTysFromMonoBinds
20                         )
21 import RnHsSyn          ( RenamedHsBinds, RenamedSig, RenamedMonoBinds )
22 import TcHsSyn          ( TcMonoBinds, TcId, zonkId, mkHsLet )
23
24 import TcMonad
25 import Inst             ( LIE, emptyLIE, mkLIE, plusLIE, InstOrigin(..),
26                           newDicts, instToId
27                         )
28 import TcEnv            ( tcExtendLocalValEnv, newLocalName )
29 import TcUnify          ( unifyTauTyLists, checkSigTyVars, sigCtxt )
30 import TcSimplify       ( tcSimplifyInfer, tcSimplifyInferCheck, tcSimplifyRestricted, tcSimplifyToDicts )
31 import TcMonoType       ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..), 
32                           TcSigInfo(..), tcTySig, maybeSig, tcAddScopedTyVars
33                         )
34 import TcPat            ( tcPat, tcSubPat, tcMonoPatBndr )
35 import TcSimplify       ( bindInstsOfLocalFuns )
36 import TcMType          ( newTyVar, newTyVarTy, newHoleTyVarTy,
37                           zonkTcTyVarToTyVar
38                         )
39 import TcType           ( mkTyVarTy, mkForAllTys, mkFunTys, tyVarsOfType, 
40                           mkPredTy, mkForAllTy, isUnLiftedType, 
41                           unliftedTypeKind, liftedTypeKind, openTypeKind, eqKind
42                         )
43
44 import CoreFVs          ( idFreeTyVars )
45 import Id               ( mkLocalId, mkSpecPragmaId, setInlinePragma )
46 import Var              ( idType, idName )
47 import Name             ( Name, getSrcLoc )
48 import NameSet
49 import Var              ( tyVarKind )
50 import VarSet
51 import Bag
52 import Util             ( isIn, equalLength )
53 import BasicTypes       ( TopLevelFlag(..), RecFlag(..), isNonRec, isNotTopLevel,
54                           isAlwaysActive )
55 import FiniteMap        ( listToFM, lookupFM )
56 import Outputable
57 \end{code}
58
59
60 %************************************************************************
61 %*                                                                      *
62 \subsection{Type-checking bindings}
63 %*                                                                      *
64 %************************************************************************
65
66 @tcBindsAndThen@ typechecks a @HsBinds@.  The "and then" part is because
67 it needs to know something about the {\em usage} of the things bound,
68 so that it can create specialisations of them.  So @tcBindsAndThen@
69 takes a function which, given an extended environment, E, typechecks
70 the scope of the bindings returning a typechecked thing and (most
71 important) an LIE.  It is this LIE which is then used as the basis for
72 specialising the things bound.
73
74 @tcBindsAndThen@ also takes a "combiner" which glues together the
75 bindings and the "thing" to make a new "thing".
76
77 The real work is done by @tcBindWithSigsAndThen@.
78
79 Recursive and non-recursive binds are handled in essentially the same
80 way: because of uniques there are no scoping issues left.  The only
81 difference is that non-recursive bindings can bind primitive values.
82
83 Even for non-recursive binding groups we add typings for each binder
84 to the LVE for the following reason.  When each individual binding is
85 checked the type of its LHS is unified with that of its RHS; and
86 type-checking the LHS of course requires that the binder is in scope.
87
88 At the top-level the LIE is sure to contain nothing but constant
89 dictionaries, which we resolve at the module level.
90
91 \begin{code}
92 tcTopBinds :: RenamedHsBinds -> TcM ((TcMonoBinds, TcEnv), LIE)
93 tcTopBinds binds
94   = tc_binds_and_then TopLevel glue binds       $
95     tcGetEnv                                    `thenNF_Tc` \ env ->
96     returnTc ((EmptyMonoBinds, env), emptyLIE)
97   where
98     glue is_rec binds1 (binds2, thing) = (binds1 `AndMonoBinds` binds2, thing)
99
100
101 tcBindsAndThen
102         :: (RecFlag -> TcMonoBinds -> thing -> thing)           -- Combinator
103         -> RenamedHsBinds
104         -> TcM (thing, LIE)
105         -> TcM (thing, LIE)
106
107 tcBindsAndThen = tc_binds_and_then NotTopLevel
108
109 tc_binds_and_then top_lvl combiner EmptyBinds do_next
110   = do_next
111 tc_binds_and_then top_lvl combiner (MonoBind EmptyMonoBinds sigs is_rec) do_next
112   = do_next
113
114 tc_binds_and_then top_lvl combiner (ThenBinds b1 b2) do_next
115   = tc_binds_and_then top_lvl combiner b1       $
116     tc_binds_and_then top_lvl combiner b2       $
117     do_next
118
119 tc_binds_and_then top_lvl combiner (MonoBind bind sigs is_rec) do_next
120   =     -- BRING ANY SCOPED TYPE VARIABLES INTO SCOPE
121         -- Notice that they scope over 
122         --      a) the type signatures in the binding group
123         --      b) the bindings in the group
124         --      c) the scope of the binding group (the "in" part)
125       tcAddScopedTyVars (collectSigTysFromMonoBinds bind)       $
126
127         -- TYPECHECK THE SIGNATURES
128       mapTc tcTySig [sig | sig@(Sig name _ _) <- sigs]  `thenTc` \ tc_ty_sigs ->
129   
130       tcBindWithSigs top_lvl bind tc_ty_sigs
131                      sigs is_rec                        `thenTc` \ (poly_binds, poly_lie, poly_ids) ->
132   
133           -- Extend the environment to bind the new polymorphic Ids
134       tcExtendLocalValEnv [(idName poly_id, poly_id) | poly_id <- poly_ids] $
135   
136           -- Build bindings and IdInfos corresponding to user pragmas
137       tcSpecSigs sigs           `thenTc` \ (prag_binds, prag_lie) ->
138
139         -- Now do whatever happens next, in the augmented envt
140       do_next                   `thenTc` \ (thing, thing_lie) ->
141
142         -- Create specialisations of functions bound here
143         -- We want to keep non-recursive things non-recursive
144         -- so that we desugar unlifted bindings correctly
145       case (top_lvl, is_rec) of
146
147                 -- For the top level don't bother will all this bindInstsOfLocalFuns stuff
148                 -- All the top level things are rec'd together anyway, so it's fine to
149                 -- leave them to the tcSimplifyTop, and quite a bit faster too
150         (TopLevel, _)
151                 -> returnTc (combiner Recursive (poly_binds `andMonoBinds` prag_binds) thing,
152                              thing_lie `plusLIE` prag_lie `plusLIE` poly_lie)
153
154         (NotTopLevel, NonRecursive) 
155                 -> bindInstsOfLocalFuns 
156                                 (thing_lie `plusLIE` prag_lie)
157                                 poly_ids                        `thenTc` \ (thing_lie', lie_binds) ->
158
159                    returnTc (
160                         combiner NonRecursive poly_binds $
161                         combiner NonRecursive prag_binds $
162                         combiner Recursive lie_binds  $
163                                 -- NB: the binds returned by tcSimplify and bindInstsOfLocalFuns
164                                 -- aren't guaranteed in dependency order (though we could change
165                                 -- that); hence the Recursive marker.
166                         thing,
167
168                         thing_lie' `plusLIE` poly_lie
169                    )
170
171         (NotTopLevel, Recursive)
172                 -> bindInstsOfLocalFuns 
173                                 (thing_lie `plusLIE` poly_lie `plusLIE` prag_lie) 
174                                 poly_ids                        `thenTc` \ (final_lie, lie_binds) ->
175
176                    returnTc (
177                         combiner Recursive (
178                                 poly_binds `andMonoBinds`
179                                 lie_binds  `andMonoBinds`
180                                 prag_binds) thing,
181                         final_lie
182                    )
183 \end{code}
184
185
186 %************************************************************************
187 %*                                                                      *
188 \subsection{tcBindWithSigs}
189 %*                                                                      *
190 %************************************************************************
191
192 @tcBindWithSigs@ deals with a single binding group.  It does generalisation,
193 so all the clever stuff is in here.
194
195 * binder_names and mbind must define the same set of Names
196
197 * The Names in tc_ty_sigs must be a subset of binder_names
198
199 * The Ids in tc_ty_sigs don't necessarily have to have the same name
200   as the Name in the tc_ty_sig
201
202 \begin{code}
203 tcBindWithSigs  
204         :: TopLevelFlag
205         -> RenamedMonoBinds
206         -> [TcSigInfo]
207         -> [RenamedSig]         -- Used solely to get INLINE, NOINLINE sigs
208         -> RecFlag
209         -> TcM (TcMonoBinds, LIE, [TcId])
210
211 tcBindWithSigs top_lvl mbind tc_ty_sigs inline_sigs is_rec
212   = recoverTc (
213         -- If typechecking the binds fails, then return with each
214         -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise subsequent
215         -- error messages
216         newTyVar liftedTypeKind         `thenNF_Tc` \ alpha_tv ->
217         let
218           forall_a_a    = mkForAllTy alpha_tv (mkTyVarTy alpha_tv)
219           binder_names  = collectMonoBinders mbind
220           poly_ids      = map mk_dummy binder_names
221           mk_dummy name = case maybeSig tc_ty_sigs name of
222                             Just (TySigInfo _ poly_id _ _ _ _ _ _) -> poly_id   -- Signature
223                             Nothing -> mkLocalId name forall_a_a                -- No signature
224         in
225         returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, poly_ids)
226     )                                           $
227
228         -- TYPECHECK THE BINDINGS
229     tcMonoBinds mbind tc_ty_sigs is_rec         `thenTc` \ (mbind', lie_req, binder_names, mono_ids) ->
230     let
231         tau_tvs = foldr (unionVarSet . tyVarsOfType . idType) emptyVarSet mono_ids
232     in
233
234         -- GENERALISE
235     tcAddSrcLoc  (minimum (map getSrcLoc binder_names))         $
236     tcAddErrCtxt (genCtxt binder_names)                         $
237     generalise binder_names mbind tau_tvs lie_req tc_ty_sigs
238                                 `thenTc` \ (tc_tyvars_to_gen, lie_free, dict_binds, dict_ids) ->
239
240
241         -- ZONK THE GENERALISED TYPE VARIABLES TO REAL TyVars
242         -- This commits any unbound kind variables to boxed kind, by unification
243         -- It's important that the final quanfified type variables
244         -- are fully zonked, *including boxity*, because they'll be 
245         -- included in the forall types of the polymorphic Ids.
246         -- At calls of these Ids we'll instantiate fresh type variables from
247         -- them, and we use their boxity then.
248     mapNF_Tc zonkTcTyVarToTyVar tc_tyvars_to_gen        `thenNF_Tc` \ real_tyvars_to_gen ->
249
250         -- ZONK THE Ids
251         -- It's important that the dict Ids are zonked, including the boxity set
252         -- in the previous step, because they are later used to form the type of 
253         -- the polymorphic thing, and forall-types must be zonked so far as 
254         -- their bound variables are concerned
255     mapNF_Tc zonkId dict_ids                            `thenNF_Tc` \ zonked_dict_ids ->
256     mapNF_Tc zonkId mono_ids                            `thenNF_Tc` \ zonked_mono_ids ->
257
258         -- CHECK FOR BOGUS UNLIFTED BINDINGS
259     checkUnliftedBinds top_lvl is_rec real_tyvars_to_gen mbind zonked_mono_ids  `thenTc_`
260
261         -- BUILD THE POLYMORPHIC RESULT IDs
262     let
263         exports  = zipWith mk_export binder_names zonked_mono_ids
264         dict_tys = map idType zonked_dict_ids
265
266         inlines    = mkNameSet [name | InlineSig True name _ loc <- inline_sigs]
267         no_inlines = listToFM [(name, phase) | InlineSig _ name phase _ <- inline_sigs, 
268                                                not (isAlwaysActive phase)]
269                         -- AlwaysActive is the default, so don't bother with them
270
271         mk_export binder_name zonked_mono_id
272           = (tyvars, 
273              attachNoInlinePrag no_inlines poly_id,
274              zonked_mono_id)
275           where
276             (tyvars, poly_id) = 
277                 case maybeSig tc_ty_sigs binder_name of
278                   Just (TySigInfo _ sig_poly_id sig_tyvars _ _ _ _ _) -> 
279                         (sig_tyvars, sig_poly_id)
280                   Nothing -> (real_tyvars_to_gen, new_poly_id)
281
282             new_poly_id = mkLocalId binder_name poly_ty
283             poly_ty = mkForAllTys real_tyvars_to_gen
284                     $ mkFunTys dict_tys 
285                     $ idType zonked_mono_id
286                 -- It's important to build a fully-zonked poly_ty, because
287                 -- we'll slurp out its free type variables when extending the
288                 -- local environment (tcExtendLocalValEnv); if it's not zonked
289                 -- it appears to have free tyvars that aren't actually free 
290                 -- at all.
291     in
292
293     traceTc (text "binding:" <+> ppr ((zonked_dict_ids, dict_binds),
294              exports, [idType poly_id | (_, poly_id, _) <- exports])) `thenTc_`
295
296          -- BUILD RESULTS
297     returnTc (
298         AbsBinds real_tyvars_to_gen
299                  zonked_dict_ids
300                  exports
301                  inlines
302                  (dict_binds `andMonoBinds` mbind'),
303         lie_free,
304         [poly_id | (_, poly_id, _) <- exports]
305     )
306
307 attachNoInlinePrag no_inlines bndr
308   = case lookupFM no_inlines (idName bndr) of
309         Just prag -> bndr `setInlinePragma` prag
310         Nothing   -> bndr
311
312 checkUnliftedBinds top_lvl is_rec real_tyvars_to_gen mbind zonked_mono_ids
313   = ASSERT( not (any ((eqKind unliftedTypeKind) . tyVarKind) real_tyvars_to_gen) )
314                 -- The instCantBeGeneralised stuff in tcSimplify should have
315                 -- already raised an error if we're trying to generalise an 
316                 -- unboxed tyvar (NB: unboxed tyvars are always introduced 
317                 -- along with a class constraint) and it's better done there 
318                 -- because we have more precise origin information.
319                 -- That's why we just use an ASSERT here.
320
321         -- Check that pattern-bound variables are not unlifted
322     (if or [ (idName id `elem` pat_binders) && isUnLiftedType (idType id) 
323            | id <- zonked_mono_ids ] then
324         addErrTc (unliftedBindErr "Pattern" mbind)
325      else
326         returnTc ()
327     )                                                           `thenTc_`
328
329         -- Unlifted bindings must be non-recursive,
330         -- not top level, non-polymorphic, and not pattern bound
331     if any (isUnLiftedType . idType) zonked_mono_ids then
332         checkTc (isNotTopLevel top_lvl)
333                 (unliftedBindErr "Top-level" mbind)             `thenTc_`
334         checkTc (isNonRec is_rec)
335                 (unliftedBindErr "Recursive" mbind)             `thenTc_`
336         checkTc (null real_tyvars_to_gen)
337                 (unliftedBindErr "Polymorphic" mbind)
338      else
339         returnTc ()
340
341   where
342     pat_binders :: [Name]
343     pat_binders = collectMonoBinders (justPatBindings mbind EmptyMonoBinds)
344
345     justPatBindings bind@(PatMonoBind _ _ _) binds = bind `andMonoBinds` binds
346     justPatBindings (AndMonoBinds b1 b2) binds = 
347             justPatBindings b1 (justPatBindings b2 binds) 
348     justPatBindings other_bind binds = binds
349 \end{code}
350
351
352 Polymorphic recursion
353 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
354 The game plan for polymorphic recursion in the code above is 
355
356         * Bind any variable for which we have a type signature
357           to an Id with a polymorphic type.  Then when type-checking 
358           the RHSs we'll make a full polymorphic call.
359
360 This fine, but if you aren't a bit careful you end up with a horrendous
361 amount of partial application and (worse) a huge space leak. For example:
362
363         f :: Eq a => [a] -> [a]
364         f xs = ...f...
365
366 If we don't take care, after typechecking we get
367
368         f = /\a -> \d::Eq a -> let f' = f a d
369                                in
370                                \ys:[a] -> ...f'...
371
372 Notice the the stupid construction of (f a d), which is of course
373 identical to the function we're executing.  In this case, the
374 polymorphic recursion isn't being used (but that's a very common case).
375 We'd prefer
376
377         f = /\a -> \d::Eq a -> letrec
378                                  fm = \ys:[a] -> ...fm...
379                                in
380                                fm
381
382 This can lead to a massive space leak, from the following top-level defn
383 (post-typechecking)
384
385         ff :: [Int] -> [Int]
386         ff = f Int dEqInt
387
388 Now (f dEqInt) evaluates to a lambda that has f' as a free variable; but
389 f' is another thunk which evaluates to the same thing... and you end
390 up with a chain of identical values all hung onto by the CAF ff.
391
392         ff = f Int dEqInt
393
394            = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
395
396            = let f' = let f' = f Int dEqInt in \ys. ...f'...
397                       in \ys. ...f'...
398
399 Etc.
400 Solution: when typechecking the RHSs we always have in hand the
401 *monomorphic* Ids for each binding.  So we just need to make sure that
402 if (Method f a d) shows up in the constraints emerging from (...f...)
403 we just use the monomorphic Id.  We achieve this by adding monomorphic Ids
404 to the "givens" when simplifying constraints.  That's what the "lies_avail"
405 is doing.
406
407
408 %************************************************************************
409 %*                                                                      *
410 \subsection{getTyVarsToGen}
411 %*                                                                      *
412 %************************************************************************
413
414 \begin{code}
415 generalise binder_names mbind tau_tvs lie_req sigs
416   | not is_unrestricted         -- RESTRICTED CASE
417   =     -- Check signature contexts are empty 
418     checkTc (all is_mono_sig sigs)
419             (restrictedBindCtxtErr binder_names)        `thenTc_`
420
421         -- Now simplify with exactly that set of tyvars
422         -- We have to squash those Methods
423     tcSimplifyRestricted doc tau_tvs lie_req            `thenTc` \ (qtvs, lie_free, binds) ->
424
425         -- Check that signature type variables are OK
426     checkSigsTyVars sigs                                `thenTc_`
427
428     returnTc (qtvs, lie_free, binds, [])
429
430   | null sigs                   -- UNRESTRICTED CASE, NO TYPE SIGS
431   = tcSimplifyInfer doc tau_tvs lie_req
432
433   | otherwise                   -- UNRESTRICTED CASE, WITH TYPE SIGS
434   =     -- CHECKING CASE: Unrestricted group, there are type signatures
435         -- Check signature contexts are empty 
436     checkSigsCtxts sigs                         `thenTc` \ (sig_avails, sig_dicts) ->
437     
438         -- Check that the needed dicts can be
439         -- expressed in terms of the signature ones
440     tcSimplifyInferCheck doc tau_tvs sig_avails lie_req `thenTc` \ (forall_tvs, lie_free, dict_binds) ->
441         
442         -- Check that signature type variables are OK
443     checkSigsTyVars sigs                                        `thenTc_`
444
445     returnTc (forall_tvs, lie_free, dict_binds, sig_dicts)
446
447   where
448     is_unrestricted | opt_NoMonomorphismRestriction = True
449                     | otherwise                     = isUnRestrictedGroup tysig_names mbind
450
451     tysig_names = [name | (TySigInfo name _ _ _ _ _ _ _) <- sigs]
452     is_mono_sig (TySigInfo _ _ _ theta _ _ _ _) = null theta
453
454     doc = ptext SLIT("type signature(s) for") <+> pprBinders binder_names
455
456 -----------------------
457         -- CHECK THAT ALL THE SIGNATURE CONTEXTS ARE UNIFIABLE
458         -- The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
459         -- must all have the same context (or none).
460         --
461         -- We unify them because, with polymorphic recursion, their types
462         -- might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
463         -- ToDo: amplify
464 checkSigsCtxts sigs@(TySigInfo _ id1 sig_tvs theta1 _ _ _ src_loc : other_sigs)
465   = tcAddSrcLoc src_loc                 $
466     mapTc_ check_one other_sigs         `thenTc_` 
467     if null theta1 then
468         returnTc ([], [])               -- Non-overloaded type signatures
469     else
470     newDicts SignatureOrigin theta1     `thenNF_Tc` \ sig_dicts ->
471     let
472         -- The "sig_avails" is the stuff available.  We get that from
473         -- the context of the type signature, BUT ALSO the lie_avail
474         -- so that polymorphic recursion works right (see comments at end of fn)
475         sig_avails = sig_dicts ++ sig_meths
476     in
477     returnTc (sig_avails, map instToId sig_dicts)
478   where
479     sig1_dict_tys = map mkPredTy theta1
480     sig_meths     = concat [insts | TySigInfo _ _ _ _ _ _ insts _ <- sigs]
481
482     check_one sig@(TySigInfo _ id _ theta _ _ _ src_loc)
483        = tcAddErrCtxt (sigContextsCtxt id1 id)                  $
484          checkTc (equalLength theta theta1) sigContextsErr      `thenTc_`
485          unifyTauTyLists sig1_dict_tys (map mkPredTy theta)
486
487 checkSigsTyVars sigs = mapTc_ check_one sigs
488   where
489     check_one (TySigInfo _ id sig_tyvars sig_theta sig_tau _ _ src_loc)
490       = tcAddSrcLoc src_loc                                             $
491         tcAddErrCtxt (ptext SLIT("When checking the type signature for") 
492                       <+> quotes (ppr id))                              $
493         tcAddErrCtxtM (sigCtxt sig_tyvars sig_theta sig_tau)            $
494         checkSigTyVars sig_tyvars (idFreeTyVars id)
495 \end{code}
496
497 @getTyVarsToGen@ decides what type variables to generalise over.
498
499 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
500 for a definition -- we bind no dictionaries, and
501 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
502
503 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
504 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
505 we may well know more.  For example (this actually came up)
506         f :: Array Int Int
507         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
508 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
509 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
510 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
511 Int literals!
512
513 Find all the type variables involved in overloading, the
514 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
515 generalise.  We must be careful about doing this:
516
517  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
518         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
519         up printed out in interface files!  Notorious example:
520                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
521         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
522         Another, more common, example is when there's a Method inst in
523         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
524         type variables.
525   [NOTE: Jan 2001: I don't understand the problem here so I'm doing 
526         the simple thing instead]
527
528  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
529         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
530         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
531
532 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
533 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
534 find which tyvars are constrained.
535
536 \begin{code}
537 isUnRestrictedGroup :: [Name]           -- Signatures given for these
538                     -> RenamedMonoBinds
539                     -> Bool
540
541 is_elem v vs = isIn "isUnResMono" v vs
542
543 isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind other        _ _) = False
544 isUnRestrictedGroup sigs (VarMonoBind v _)              = v `is_elem` sigs
545 isUnRestrictedGroup sigs (FunMonoBind v _ matches _)    = isUnRestrictedMatch matches || 
546                                                           v `is_elem` sigs
547 isUnRestrictedGroup sigs (AndMonoBinds mb1 mb2)         = isUnRestrictedGroup sigs mb1 &&
548                                                           isUnRestrictedGroup sigs mb2
549 isUnRestrictedGroup sigs EmptyMonoBinds                 = True
550
551 isUnRestrictedMatch (Match [] _ _ : _) = False  -- No args => like a pattern binding
552 isUnRestrictedMatch other              = True   -- Some args => a function binding
553 \end{code}
554
555
556 %************************************************************************
557 %*                                                                      *
558 \subsection{tcMonoBind}
559 %*                                                                      *
560 %************************************************************************
561
562 @tcMonoBinds@ deals with a single @MonoBind@.  
563 The signatures have been dealt with already.
564
565 \begin{code}
566 tcMonoBinds :: RenamedMonoBinds 
567             -> [TcSigInfo]
568             -> RecFlag
569             -> TcM (TcMonoBinds, 
570                       LIE,              -- LIE required
571                       [Name],           -- Bound names
572                       [TcId])           -- Corresponding monomorphic bound things
573
574 tcMonoBinds mbinds tc_ty_sigs is_rec
575   = tc_mb_pats mbinds           `thenTc` \ (complete_it, lie_req_pat, tvs, ids, lie_avail) ->
576     let
577         id_list           = bagToList ids
578         (names, mono_ids) = unzip id_list
579
580                 -- This last defn is the key one:
581                 -- extend the val envt with bindings for the 
582                 -- things bound in this group, overriding the monomorphic
583                 -- ids with the polymorphic ones from the pattern
584         extra_val_env = case is_rec of
585                           Recursive    -> map mk_bind id_list
586                           NonRecursive -> []
587     in
588         -- Don't know how to deal with pattern-bound existentials yet
589     checkTc (isEmptyBag tvs && isEmptyBag lie_avail) 
590             (existentialExplode mbinds)                 `thenTc_` 
591
592         -- *Before* checking the RHSs, but *after* checking *all* the patterns,
593         -- extend the envt with bindings for all the bound ids;
594         --   and *then* override with the polymorphic Ids from the signatures
595         -- That is the whole point of the "complete_it" stuff.
596         --
597         -- There's a further wrinkle: we have to delay extending the environment
598         -- until after we've dealt with any pattern-bound signature type variables
599         -- Consider  f (x::a) = ...f...
600         -- We're going to check that a isn't unified with anything in the envt, 
601         -- so f itself had better not be!  So we pass the envt binding f into
602         -- complete_it, which extends the actual envt in TcMatches.tcMatch, after
603         -- dealing with the signature tyvars
604
605     complete_it extra_val_env                           `thenTc` \ (mbinds', lie_req_rhss) ->
606
607     returnTc (mbinds', lie_req_pat `plusLIE` lie_req_rhss, names, mono_ids)
608   where
609
610     mk_bind (name, mono_id) = case maybeSig tc_ty_sigs name of
611                                 Nothing                                   -> (name, mono_id)
612                                 Just (TySigInfo name poly_id _ _ _ _ _ _) -> (name, poly_id)
613
614     tc_mb_pats EmptyMonoBinds
615       = returnTc (\ xve -> returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE), emptyLIE, emptyBag, emptyBag, emptyLIE)
616
617     tc_mb_pats (AndMonoBinds mb1 mb2)
618       = tc_mb_pats mb1          `thenTc` \ (complete_it1, lie_req1, tvs1, ids1, lie_avail1) ->
619         tc_mb_pats mb2          `thenTc` \ (complete_it2, lie_req2, tvs2, ids2, lie_avail2) ->
620         let
621            complete_it xve = complete_it1 xve   `thenTc` \ (mb1', lie1) ->
622                              complete_it2 xve   `thenTc` \ (mb2', lie2) ->
623                              returnTc (AndMonoBinds mb1' mb2', lie1 `plusLIE` lie2)
624         in
625         returnTc (complete_it,
626                   lie_req1 `plusLIE` lie_req2,
627                   tvs1 `unionBags` tvs2,
628                   ids1 `unionBags` ids2,
629                   lie_avail1 `plusLIE` lie_avail2)
630
631     tc_mb_pats (FunMonoBind name inf matches locn)
632       = (case maybeSig tc_ty_sigs name of
633             Just (TySigInfo _ _ _ _ _ mono_id _ _) 
634                     -> returnNF_Tc mono_id
635             Nothing -> newLocalName name        `thenNF_Tc` \ bndr_name ->
636                        newTyVarTy openTypeKind  `thenNF_Tc` \ bndr_ty -> 
637                         -- NB: not a 'hole' tyvar; since there is no type 
638                         -- signature, we revert to ordinary H-M typechecking
639                         -- which means the variable gets an inferred tau-type
640                        returnNF_Tc (mkLocalId bndr_name bndr_ty)
641         )                                       `thenNF_Tc` \ bndr_id ->
642         let
643            bndr_ty         = idType bndr_id
644            complete_it xve = tcAddSrcLoc locn                           $
645                              tcMatchesFun xve name bndr_ty  matches     `thenTc` \ (matches', lie) ->
646                              returnTc (FunMonoBind bndr_id inf matches' locn, lie)
647         in
648         returnTc (complete_it, emptyLIE, emptyBag, unitBag (name, bndr_id), emptyLIE)
649
650     tc_mb_pats bind@(PatMonoBind pat grhss locn)
651       = tcAddSrcLoc locn                $
652         newHoleTyVarTy                  `thenNF_Tc` \ pat_ty -> 
653
654                 --      Now typecheck the pattern
655                 -- We do now support binding fresh (not-already-in-scope) scoped 
656                 -- type variables in the pattern of a pattern binding.  
657                 -- For example, this is now legal:
658                 --      (x::a, y::b) = e
659                 -- The type variables are brought into scope in tc_binds_and_then,
660                 -- so we don't have to do anything here.
661
662         tcPat tc_pat_bndr pat pat_ty            `thenTc` \ (pat', lie_req, tvs, ids, lie_avail) ->
663         let
664            complete_it xve = tcAddSrcLoc locn                           $
665                              tcAddErrCtxt (patMonoBindsCtxt bind)       $
666                              tcExtendLocalValEnv xve                    $
667                              tcGRHSs PatBindRhs grhss pat_ty            `thenTc` \ (grhss', lie) ->
668                              returnTc (PatMonoBind pat' grhss' locn, lie)
669         in
670         returnTc (complete_it, lie_req, tvs, ids, lie_avail)
671
672         -- tc_pat_bndr is used when dealing with a LHS binder in a pattern.
673         -- If there was a type sig for that Id, we want to make it much
674         -- as if that type signature had been on the binder as a SigPatIn.
675         -- We check for a type signature; if there is one, we use the mono_id
676         -- from the signature.  This is how we make sure the tau part of the
677         -- signature actually matches the type of the LHS; then tc_mb_pats
678         -- ensures the LHS and RHS have the same type
679         
680     tc_pat_bndr name pat_ty
681         = case maybeSig tc_ty_sigs name of
682             Nothing
683                 -> newLocalName name    `thenNF_Tc` \ bndr_name ->
684                    tcMonoPatBndr bndr_name pat_ty
685
686             Just (TySigInfo _ _ _ _ _ mono_id _ _)
687                 -> tcAddSrcLoc (getSrcLoc name)         $
688                    tcSubPat pat_ty (idType mono_id)     `thenTc` \ (co_fn, lie) ->
689                    returnTc (co_fn, lie, mono_id)
690 \end{code}
691
692
693 %************************************************************************
694 %*                                                                      *
695 \subsection{SPECIALIZE pragmas}
696 %*                                                                      *
697 %************************************************************************
698
699 @tcSpecSigs@ munches up the specialisation "signatures" that arise through *user*
700 pragmas.  It is convenient for them to appear in the @[RenamedSig]@
701 part of a binding because then the same machinery can be used for
702 moving them into place as is done for type signatures.
703
704 They look like this:
705
706 \begin{verbatim}
707         f :: Ord a => [a] -> b -> b
708         {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b #-}
709 \end{verbatim}
710
711 For this we generate:
712 \begin{verbatim}
713         f* = /\ b -> let d1 = ...
714                      in f Int b d1
715 \end{verbatim}
716
717 where f* is a SpecPragmaId.  The **sole** purpose of SpecPragmaIds is to
718 retain a right-hand-side that the simplifier will otherwise discard as
719 dead code... the simplifier has a flag that tells it not to discard
720 SpecPragmaId bindings.
721
722 In this case the f* retains a call-instance of the overloaded
723 function, f, (including appropriate dictionaries) so that the
724 specialiser will subsequently discover that there's a call of @f@ at
725 Int, and will create a specialisation for @f@.  After that, the
726 binding for @f*@ can be discarded.
727
728 We used to have a form
729         {-# SPECIALISE f :: <type> = g #-}
730 which promised that g implemented f at <type>, but we do that with 
731 a RULE now:
732         {-# SPECIALISE (f::<type) = g #-}
733
734 \begin{code}
735 tcSpecSigs :: [RenamedSig] -> TcM (TcMonoBinds, LIE)
736 tcSpecSigs (SpecSig name poly_ty src_loc : sigs)
737   =     -- SPECIALISE f :: forall b. theta => tau  =  g
738     tcAddSrcLoc src_loc                         $
739     tcAddErrCtxt (valSpecSigCtxt name poly_ty)  $
740
741         -- Get and instantiate its alleged specialised type
742     tcHsSigType (FunSigCtxt name) poly_ty       `thenTc` \ sig_ty ->
743
744         -- Check that f has a more general type, and build a RHS for
745         -- the spec-pragma-id at the same time
746     tcExpr (HsVar name) sig_ty                  `thenTc` \ (spec_expr, spec_lie) ->
747
748         -- Squeeze out any Methods (see comments with tcSimplifyToDicts)
749     tcSimplifyToDicts spec_lie                  `thenTc` \ (spec_dicts, spec_binds) ->
750
751         -- Just specialise "f" by building a SpecPragmaId binding
752         -- It is the thing that makes sure we don't prematurely 
753         -- dead-code-eliminate the binding we are really interested in.
754     newLocalName name                   `thenNF_Tc` \ spec_name ->
755     let
756         spec_bind = VarMonoBind (mkSpecPragmaId spec_name sig_ty)
757                                 (mkHsLet spec_binds spec_expr)
758     in
759
760         -- Do the rest and combine
761     tcSpecSigs sigs                     `thenTc` \ (binds_rest, lie_rest) ->
762     returnTc (binds_rest `andMonoBinds` spec_bind,
763               lie_rest   `plusLIE`      mkLIE spec_dicts)
764
765 tcSpecSigs (other_sig : sigs) = tcSpecSigs sigs
766 tcSpecSigs []                 = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE)
767 \end{code}
768
769
770 %************************************************************************
771 %*                                                                      *
772 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
773 %*                                                                      *
774 %************************************************************************
775
776
777 \begin{code}
778 patMonoBindsCtxt bind
779   = hang (ptext SLIT("In a pattern binding:")) 4 (ppr bind)
780
781 -----------------------------------------------
782 valSpecSigCtxt v ty
783   = sep [ptext SLIT("In a SPECIALIZE pragma for a value:"),
784          nest 4 (ppr v <+> dcolon <+> ppr ty)]
785
786 -----------------------------------------------
787 sigContextsErr = ptext SLIT("Mismatched contexts")
788
789 sigContextsCtxt s1 s2
790   = vcat [ptext SLIT("When matching the contexts of the signatures for"), 
791           nest 2 (vcat [ppr s1 <+> dcolon <+> ppr (idType s1),
792                         ppr s2 <+> dcolon <+> ppr (idType s2)]),
793           ptext SLIT("The signature contexts in a mutually recursive group should all be identical")]
794
795 -----------------------------------------------
796 unliftedBindErr flavour mbind
797   = hang (text flavour <+> ptext SLIT("bindings for unlifted types aren't allowed:"))
798          4 (ppr mbind)
799
800 -----------------------------------------------
801 existentialExplode mbinds
802   = hang (vcat [text "My brain just exploded.",
803                 text "I can't handle pattern bindings for existentially-quantified constructors.",
804                 text "In the binding group"])
805         4 (ppr mbinds)
806
807 -----------------------------------------------
808 restrictedBindCtxtErr binder_names
809   = hang (ptext SLIT("Illegal overloaded type signature(s)"))
810        4 (vcat [ptext SLIT("in a binding group for") <+> pprBinders binder_names,
811                 ptext SLIT("that falls under the monomorphism restriction")])
812
813 genCtxt binder_names
814   = ptext SLIT("When generalising the type(s) for") <+> pprBinders binder_names
815
816 -- Used in error messages
817 -- Use quotes for a single one; they look a bit "busy" for several
818 pprBinders [bndr] = quotes (ppr bndr)
819 pprBinders bndrs  = pprWithCommas ppr bndrs
820 \end{code}