[project @ 2002-03-08 15:50:53 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, tcMonoBinds,
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      ( DynFlag(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, tcExtendLocalValEnv2, newLocalName )
29 import TcUnify          ( unifyTauTyLists, checkSigTyVarsWrt, sigCtxt )
30 import TcSimplify       ( tcSimplifyInfer, tcSimplifyInferCheck, tcSimplifyRestricted, tcSimplifyToDicts )
31 import TcMonoType       ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..), TcSigInfo(..), 
32                           tcTySig, maybeSig, tcSigPolyId, tcSigMonoId, 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 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 sig -> tcSigPolyId sig                 -- 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         -- BUILD THE POLYMORPHIC RESULT IDs
259     let
260         exports  = zipWith mk_export binder_names zonked_mono_ids
261         poly_ids = [poly_id | (_, poly_id, _) <- exports]
262         dict_tys = map idType zonked_dict_ids
263
264         inlines    = mkNameSet [name | InlineSig True name _ loc <- inline_sigs]
265         no_inlines = listToFM [(name, phase) | InlineSig _ name phase _ <- inline_sigs, 
266                                                not (isAlwaysActive phase)]
267                         -- AlwaysActive is the default, so don't bother with them
268
269         mk_export binder_name zonked_mono_id
270           = (tyvars, 
271              attachNoInlinePrag no_inlines poly_id,
272              zonked_mono_id)
273           where
274             (tyvars, poly_id) = 
275                 case maybeSig tc_ty_sigs binder_name of
276                   Just (TySigInfo sig_poly_id sig_tyvars _ _ _ _ _) -> 
277                         (sig_tyvars, sig_poly_id)
278                   Nothing -> (real_tyvars_to_gen, new_poly_id)
279
280             new_poly_id = mkLocalId binder_name poly_ty
281             poly_ty = mkForAllTys real_tyvars_to_gen
282                     $ mkFunTys dict_tys 
283                     $ idType zonked_mono_id
284                 -- It's important to build a fully-zonked poly_ty, because
285                 -- we'll slurp out its free type variables when extending the
286                 -- local environment (tcExtendLocalValEnv); if it's not zonked
287                 -- it appears to have free tyvars that aren't actually free 
288                 -- at all.
289     in
290
291     traceTc (text "binding:" <+> ppr ((zonked_dict_ids, dict_binds),
292                                       exports, map idType poly_ids)) `thenTc_`
293
294         -- Check for an unlifted, non-overloaded group
295         -- In that case we must make extra checks
296     if any (isUnLiftedType . idType) zonked_mono_ids && null zonked_dict_ids 
297     then        -- Some bindings are unlifted
298         checkUnliftedBinds top_lvl is_rec real_tyvars_to_gen mbind      `thenTc_` 
299         
300         returnTc (
301             AbsBinds [] [] exports inlines mbind',
302             lie_req,            -- Do not generate even any x=y bindings
303             poly_ids
304         )
305
306     else        -- The normal case
307     returnTc (
308         AbsBinds real_tyvars_to_gen
309                  zonked_dict_ids
310                  exports
311                  inlines
312                  (dict_binds `andMonoBinds` mbind'),
313         lie_free, poly_ids
314     )
315
316 attachNoInlinePrag no_inlines bndr
317   = case lookupFM no_inlines (idName bndr) of
318         Just prag -> bndr `setInlinePragma` prag
319         Nothing   -> bndr
320
321 -- Check that non-overloaded unlifted bindings are
322 --      a) non-recursive,
323 --      b) not top level, 
324 --      c) non-polymorphic
325 --      d) not a multiple-binding group (more or less implied by (a))
326
327 checkUnliftedBinds top_lvl is_rec real_tyvars_to_gen mbind
328   = ASSERT( not (any ((eqKind unliftedTypeKind) . tyVarKind) real_tyvars_to_gen) )
329                 -- The instCantBeGeneralised stuff in tcSimplify should have
330                 -- already raised an error if we're trying to generalise an 
331                 -- unboxed tyvar (NB: unboxed tyvars are always introduced 
332                 -- along with a class constraint) and it's better done there 
333                 -- because we have more precise origin information.
334                 -- That's why we just use an ASSERT here.
335
336     checkTc (isNotTopLevel top_lvl)
337             (unliftedBindErr "Top-level" mbind)         `thenTc_`
338     checkTc (isNonRec is_rec)
339             (unliftedBindErr "Recursive" mbind)         `thenTc_`
340     checkTc (single_bind mbind)
341             (unliftedBindErr "Multiple" mbind)          `thenTc_`
342     checkTc (null real_tyvars_to_gen)
343             (unliftedBindErr "Polymorphic" mbind)
344
345   where
346     single_bind (PatMonoBind _ _ _)   = True
347     single_bind (FunMonoBind _ _ _ _) = True
348     single_bind other                 = False
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
417   -- check for -fno-monomorphism-restriction
418   doptsTc Opt_NoMonomorphismRestriction         `thenTc` \ no_MR ->
419   let is_unrestricted | no_MR     = True
420                       | otherwise = isUnRestrictedGroup tysig_names mbind
421   in
422
423   if not is_unrestricted then   -- RESTRICTED CASE
424         -- Check signature contexts are empty 
425     checkTc (all is_mono_sig sigs)
426             (restrictedBindCtxtErr binder_names)        `thenTc_`
427
428         -- Now simplify with exactly that set of tyvars
429         -- We have to squash those Methods
430     tcSimplifyRestricted doc tau_tvs lie_req            `thenTc` \ (qtvs, lie_free, binds) ->
431
432         -- Check that signature type variables are OK
433     checkSigsTyVars sigs                                `thenTc_`
434
435     returnTc (qtvs, lie_free, binds, [])
436
437   else if null sigs then        -- UNRESTRICTED CASE, NO TYPE SIGS
438     tcSimplifyInfer doc tau_tvs lie_req
439
440   else                          -- UNRESTRICTED CASE, WITH TYPE SIGS
441         -- CHECKING CASE: Unrestricted group, there are type signatures
442         -- Check signature contexts are empty 
443     checkSigsCtxts sigs                 `thenTc` \ (sig_avails, sig_dicts) ->
444     
445         -- Check that the needed dicts can be
446         -- expressed in terms of the signature ones
447     tcSimplifyInferCheck doc tau_tvs sig_avails lie_req `thenTc` \ (forall_tvs, lie_free, dict_binds) ->
448         
449         -- Check that signature type variables are OK
450     checkSigsTyVars sigs                                        `thenTc_`
451
452     returnTc (forall_tvs, lie_free, dict_binds, sig_dicts)
453
454   where
455     tysig_names = map (idName . tcSigPolyId) sigs
456     is_mono_sig (TySigInfo _ _ theta _ _ _ _) = null theta
457
458     doc = ptext SLIT("type signature(s) for") <+> pprBinders binder_names
459
460 -----------------------
461         -- CHECK THAT ALL THE SIGNATURE CONTEXTS ARE UNIFIABLE
462         -- The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
463         -- must all have the same context (or none).
464         --
465         -- We unify them because, with polymorphic recursion, their types
466         -- might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
467         -- ToDo: amplify
468 checkSigsCtxts sigs@(TySigInfo id1 sig_tvs theta1 _ _ _ src_loc : other_sigs)
469   = tcAddSrcLoc src_loc                 $
470     mapTc_ check_one other_sigs         `thenTc_` 
471     if null theta1 then
472         returnTc ([], [])               -- Non-overloaded type signatures
473     else
474     newDicts SignatureOrigin theta1     `thenNF_Tc` \ sig_dicts ->
475     let
476         -- The "sig_avails" is the stuff available.  We get that from
477         -- the context of the type signature, BUT ALSO the lie_avail
478         -- so that polymorphic recursion works right (see comments at end of fn)
479         sig_avails = sig_dicts ++ sig_meths
480     in
481     returnTc (sig_avails, map instToId sig_dicts)
482   where
483     sig1_dict_tys = map mkPredTy theta1
484     sig_meths     = concat [insts | TySigInfo _ _ _ _ _ insts _ <- sigs]
485
486     check_one sig@(TySigInfo id _ theta _ _ _ _)
487        = tcAddErrCtxt (sigContextsCtxt id1 id)                  $
488          checkTc (equalLength theta theta1) sigContextsErr      `thenTc_`
489          unifyTauTyLists sig1_dict_tys (map mkPredTy theta)
490
491 checkSigsTyVars sigs = mapTc_ check_one sigs
492   where
493     check_one (TySigInfo id sig_tyvars sig_theta sig_tau _ _ src_loc)
494       = tcAddSrcLoc src_loc                                             $
495         tcAddErrCtxt (ptext SLIT("When checking the type signature for") 
496                       <+> quotes (ppr id))                              $
497         tcAddErrCtxtM (sigCtxt id sig_tyvars sig_theta sig_tau)         $
498         checkSigTyVarsWrt (idFreeTyVars id) sig_tyvars
499 \end{code}
500
501 @getTyVarsToGen@ decides what type variables to generalise over.
502
503 For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
504 for a definition -- we bind no dictionaries, and
505 remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
506
507 *Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
508 to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
509 we may well know more.  For example (this actually came up)
510         f :: Array Int Int
511         f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
512 We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
513 stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
514 we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
515 Int literals!
516
517 Find all the type variables involved in overloading, the
518 "constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
519 generalise.  We must be careful about doing this:
520
521  (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
522         constrained, then it will never, ever get bound, and lands
523         up printed out in interface files!  Notorious example:
524                 instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
525         Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
526         Another, more common, example is when there's a Method inst in
527         the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
528         type variables.
529   [NOTE: Jan 2001: I don't understand the problem here so I'm doing 
530         the simple thing instead]
531
532  (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
533         because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
534         tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
535
536 So we are careful, and do a complete simplification just to find the
537 constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
538 find which tyvars are constrained.
539
540 \begin{code}
541 isUnRestrictedGroup :: [Name]           -- Signatures given for these
542                     -> RenamedMonoBinds
543                     -> Bool
544
545 is_elem v vs = isIn "isUnResMono" v vs
546
547 isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind other        _ _) = False
548 isUnRestrictedGroup sigs (VarMonoBind v _)              = v `is_elem` sigs
549 isUnRestrictedGroup sigs (FunMonoBind v _ matches _)    = isUnRestrictedMatch matches || 
550                                                           v `is_elem` sigs
551 isUnRestrictedGroup sigs (AndMonoBinds mb1 mb2)         = isUnRestrictedGroup sigs mb1 &&
552                                                           isUnRestrictedGroup sigs mb2
553 isUnRestrictedGroup sigs EmptyMonoBinds                 = True
554
555 isUnRestrictedMatch (Match [] _ _ : _) = False  -- No args => like a pattern binding
556 isUnRestrictedMatch other              = True   -- Some args => a function binding
557 \end{code}
558
559
560 %************************************************************************
561 %*                                                                      *
562 \subsection{tcMonoBind}
563 %*                                                                      *
564 %************************************************************************
565
566 @tcMonoBinds@ deals with a single @MonoBind@.  
567 The signatures have been dealt with already.
568
569 \begin{code}
570 tcMonoBinds :: RenamedMonoBinds 
571             -> [TcSigInfo]
572             -> RecFlag
573             -> TcM (TcMonoBinds, 
574                       LIE,              -- LIE required
575                       [Name],           -- Bound names
576                       [TcId])           -- Corresponding monomorphic bound things
577
578 tcMonoBinds mbinds tc_ty_sigs is_rec
579   = tc_mb_pats mbinds           `thenTc` \ (complete_it, lie_req_pat, tvs, ids, lie_avail) ->
580     let
581         id_list           = bagToList ids
582         (names, mono_ids) = unzip id_list
583
584                 -- This last defn is the key one:
585                 -- extend the val envt with bindings for the 
586                 -- things bound in this group, overriding the monomorphic
587                 -- ids with the polymorphic ones from the pattern
588         extra_val_env = case is_rec of
589                           Recursive    -> map mk_bind id_list
590                           NonRecursive -> []
591     in
592         -- Don't know how to deal with pattern-bound existentials yet
593     checkTc (isEmptyBag tvs && isEmptyBag lie_avail) 
594             (existentialExplode mbinds)                 `thenTc_` 
595
596         -- *Before* checking the RHSs, but *after* checking *all* the patterns,
597         -- extend the envt with bindings for all the bound ids;
598         --   and *then* override with the polymorphic Ids from the signatures
599         -- That is the whole point of the "complete_it" stuff.
600         --
601         -- There's a further wrinkle: we have to delay extending the environment
602         -- until after we've dealt with any pattern-bound signature type variables
603         -- Consider  f (x::a) = ...f...
604         -- We're going to check that a isn't unified with anything in the envt, 
605         -- so f itself had better not be!  So we pass the envt binding f into
606         -- complete_it, which extends the actual envt in TcMatches.tcMatch, after
607         -- dealing with the signature tyvars
608
609     complete_it extra_val_env                           `thenTc` \ (mbinds', lie_req_rhss) ->
610
611     returnTc (mbinds', lie_req_pat `plusLIE` lie_req_rhss, names, mono_ids)
612   where
613
614     mk_bind (name, mono_id) = case maybeSig tc_ty_sigs name of
615                                 Nothing  -> (name, mono_id)
616                                 Just sig -> (idName poly_id, poly_id)
617                                          where
618                                             poly_id = tcSigPolyId sig
619
620     tc_mb_pats EmptyMonoBinds
621       = returnTc (\ xve -> returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE), emptyLIE, emptyBag, emptyBag, emptyLIE)
622
623     tc_mb_pats (AndMonoBinds mb1 mb2)
624       = tc_mb_pats mb1          `thenTc` \ (complete_it1, lie_req1, tvs1, ids1, lie_avail1) ->
625         tc_mb_pats mb2          `thenTc` \ (complete_it2, lie_req2, tvs2, ids2, lie_avail2) ->
626         let
627            complete_it xve = complete_it1 xve   `thenTc` \ (mb1', lie1) ->
628                              complete_it2 xve   `thenTc` \ (mb2', lie2) ->
629                              returnTc (AndMonoBinds mb1' mb2', lie1 `plusLIE` lie2)
630         in
631         returnTc (complete_it,
632                   lie_req1 `plusLIE` lie_req2,
633                   tvs1 `unionBags` tvs2,
634                   ids1 `unionBags` ids2,
635                   lie_avail1 `plusLIE` lie_avail2)
636
637     tc_mb_pats (FunMonoBind name inf matches locn)
638       = (case maybeSig tc_ty_sigs name of
639             Just sig -> returnNF_Tc (tcSigMonoId sig)
640             Nothing  -> newLocalName name       `thenNF_Tc` \ bndr_name ->
641                         newTyVarTy openTypeKind `thenNF_Tc` \ bndr_ty -> 
642                         -- NB: not a 'hole' tyvar; since there is no type 
643                         -- signature, we revert to ordinary H-M typechecking
644                         -- which means the variable gets an inferred tau-type
645                         returnNF_Tc (mkLocalId bndr_name bndr_ty)
646         )                                       `thenNF_Tc` \ bndr_id ->
647         let
648            bndr_ty         = idType bndr_id
649            complete_it xve = tcAddSrcLoc locn                           $
650                              tcMatchesFun xve name bndr_ty  matches     `thenTc` \ (matches', lie) ->
651                              returnTc (FunMonoBind bndr_id inf matches' locn, lie)
652         in
653         returnTc (complete_it, emptyLIE, emptyBag, unitBag (name, bndr_id), emptyLIE)
654
655     tc_mb_pats bind@(PatMonoBind pat grhss locn)
656       = tcAddSrcLoc locn                $
657         newHoleTyVarTy                  `thenNF_Tc` \ pat_ty -> 
658
659                 --      Now typecheck the pattern
660                 -- We do now support binding fresh (not-already-in-scope) scoped 
661                 -- type variables in the pattern of a pattern binding.  
662                 -- For example, this is now legal:
663                 --      (x::a, y::b) = e
664                 -- The type variables are brought into scope in tc_binds_and_then,
665                 -- so we don't have to do anything here.
666
667         tcPat tc_pat_bndr pat pat_ty            `thenTc` \ (pat', lie_req, tvs, ids, lie_avail) ->
668         let
669            complete_it xve = tcAddSrcLoc locn                           $
670                              tcAddErrCtxt (patMonoBindsCtxt bind)       $
671                              tcExtendLocalValEnv2 xve                   $
672                              tcGRHSs PatBindRhs grhss pat_ty            `thenTc` \ (grhss', lie) ->
673                              returnTc (PatMonoBind pat' grhss' locn, lie)
674         in
675         returnTc (complete_it, lie_req, tvs, ids, lie_avail)
676
677         -- tc_pat_bndr is used when dealing with a LHS binder in a pattern.
678         -- If there was a type sig for that Id, we want to make it much
679         -- as if that type signature had been on the binder as a SigPatIn.
680         -- We check for a type signature; if there is one, we use the mono_id
681         -- from the signature.  This is how we make sure the tau part of the
682         -- signature actually matches the type of the LHS; then tc_mb_pats
683         -- ensures the LHS and RHS have the same type
684         
685     tc_pat_bndr name pat_ty
686         = case maybeSig tc_ty_sigs name of
687             Nothing
688                 -> newLocalName name    `thenNF_Tc` \ bndr_name ->
689                    tcMonoPatBndr bndr_name pat_ty
690
691             Just sig -> tcAddSrcLoc (getSrcLoc name)            $
692                         tcSubPat pat_ty (idType mono_id)        `thenTc` \ (co_fn, lie) ->
693                         returnTc (co_fn, lie, mono_id)
694                      where
695                         mono_id = tcSigMonoId sig
696 \end{code}
697
698
699 %************************************************************************
700 %*                                                                      *
701 \subsection{SPECIALIZE pragmas}
702 %*                                                                      *
703 %************************************************************************
704
705 @tcSpecSigs@ munches up the specialisation "signatures" that arise through *user*
706 pragmas.  It is convenient for them to appear in the @[RenamedSig]@
707 part of a binding because then the same machinery can be used for
708 moving them into place as is done for type signatures.
709
710 They look like this:
711
712 \begin{verbatim}
713         f :: Ord a => [a] -> b -> b
714         {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b #-}
715 \end{verbatim}
716
717 For this we generate:
718 \begin{verbatim}
719         f* = /\ b -> let d1 = ...
720                      in f Int b d1
721 \end{verbatim}
722
723 where f* is a SpecPragmaId.  The **sole** purpose of SpecPragmaIds is to
724 retain a right-hand-side that the simplifier will otherwise discard as
725 dead code... the simplifier has a flag that tells it not to discard
726 SpecPragmaId bindings.
727
728 In this case the f* retains a call-instance of the overloaded
729 function, f, (including appropriate dictionaries) so that the
730 specialiser will subsequently discover that there's a call of @f@ at
731 Int, and will create a specialisation for @f@.  After that, the
732 binding for @f*@ can be discarded.
733
734 We used to have a form
735         {-# SPECIALISE f :: <type> = g #-}
736 which promised that g implemented f at <type>, but we do that with 
737 a RULE now:
738         {-# SPECIALISE (f::<type) = g #-}
739
740 \begin{code}
741 tcSpecSigs :: [RenamedSig] -> TcM (TcMonoBinds, LIE)
742 tcSpecSigs (SpecSig name poly_ty src_loc : sigs)
743   =     -- SPECIALISE f :: forall b. theta => tau  =  g
744     tcAddSrcLoc src_loc                         $
745     tcAddErrCtxt (valSpecSigCtxt name poly_ty)  $
746
747         -- Get and instantiate its alleged specialised type
748     tcHsSigType (FunSigCtxt name) poly_ty       `thenTc` \ sig_ty ->
749
750         -- Check that f has a more general type, and build a RHS for
751         -- the spec-pragma-id at the same time
752     tcExpr (HsVar name) sig_ty                  `thenTc` \ (spec_expr, spec_lie) ->
753
754         -- Squeeze out any Methods (see comments with tcSimplifyToDicts)
755     tcSimplifyToDicts spec_lie                  `thenTc` \ (spec_dicts, spec_binds) ->
756
757         -- Just specialise "f" by building a SpecPragmaId binding
758         -- It is the thing that makes sure we don't prematurely 
759         -- dead-code-eliminate the binding we are really interested in.
760     newLocalName name                   `thenNF_Tc` \ spec_name ->
761     let
762         spec_bind = VarMonoBind (mkSpecPragmaId spec_name sig_ty)
763                                 (mkHsLet spec_binds spec_expr)
764     in
765
766         -- Do the rest and combine
767     tcSpecSigs sigs                     `thenTc` \ (binds_rest, lie_rest) ->
768     returnTc (binds_rest `andMonoBinds` spec_bind,
769               lie_rest   `plusLIE`      mkLIE spec_dicts)
770
771 tcSpecSigs (other_sig : sigs) = tcSpecSigs sigs
772 tcSpecSigs []                 = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE)
773 \end{code}
774
775
776 %************************************************************************
777 %*                                                                      *
778 \subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
779 %*                                                                      *
780 %************************************************************************
781
782
783 \begin{code}
784 patMonoBindsCtxt bind
785   = hang (ptext SLIT("In a pattern binding:")) 4 (ppr bind)
786
787 -----------------------------------------------
788 valSpecSigCtxt v ty
789   = sep [ptext SLIT("In a SPECIALIZE pragma for a value:"),
790          nest 4 (ppr v <+> dcolon <+> ppr ty)]
791
792 -----------------------------------------------
793 sigContextsErr = ptext SLIT("Mismatched contexts")
794
795 sigContextsCtxt s1 s2
796   = vcat [ptext SLIT("When matching the contexts of the signatures for"), 
797           nest 2 (vcat [ppr s1 <+> dcolon <+> ppr (idType s1),
798                         ppr s2 <+> dcolon <+> ppr (idType s2)]),
799           ptext SLIT("The signature contexts in a mutually recursive group should all be identical")]
800
801 -----------------------------------------------
802 unliftedBindErr flavour mbind
803   = hang (text flavour <+> ptext SLIT("bindings for unlifted types aren't allowed:"))
804          4 (ppr mbind)
805
806 -----------------------------------------------
807 existentialExplode mbinds
808   = hang (vcat [text "My brain just exploded.",
809                 text "I can't handle pattern bindings for existentially-quantified constructors.",
810                 text "In the binding group"])
811         4 (ppr mbinds)
812
813 -----------------------------------------------
814 restrictedBindCtxtErr binder_names
815   = hang (ptext SLIT("Illegal overloaded type signature(s)"))
816        4 (vcat [ptext SLIT("in a binding group for") <+> pprBinders binder_names,
817                 ptext SLIT("that falls under the monomorphism restriction")])
818
819 genCtxt binder_names
820   = ptext SLIT("When generalising the type(s) for") <+> pprBinders binder_names
821
822 -- Used in error messages
823 -- Use quotes for a single one; they look a bit "busy" for several
824 pprBinders [bndr] = quotes (ppr bndr)
825 pprBinders bndrs  = pprWithCommas ppr bndrs
826 \end{code}