ghc/compiler/typecheck/TcExpr.lhs

   1 %
   2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
   3 %
   4 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
   5
   6 \begin{code}
   7 module TcExpr ( tcPolyExpr, tcPolyExprNC,
   8                 tcMonoExpr, tcInferRho, tcSyntaxOp ) where
   9
  10 #include "HsVersions.h"
  11
  12 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
  13 import {-# SOURCE #-}   TcSplice( tcSpliceExpr, tcBracket )
  14 import HsSyn            ( nlHsVar )
  15 import Id               ( Id )
  16 import Name             ( isExternalName )
  17 import TcType           ( isTauTy )
  18 import TcEnv            ( checkWellStaged )
  19 import HsSyn            ( nlHsApp )
  20 import qualified DsMeta
  21 #endif
  22
  23 import HsSyn            ( HsExpr(..), LHsExpr, ArithSeqInfo(..), recBindFields,
  24                           HsMatchContext(..), HsRecordBinds,
  25                           mkHsCoerce, mkHsApp, mkHsDictApp, mkHsTyApp )
  26 import TcHsSyn          ( hsLitType )
  27 import TcRnMonad
  28 import TcUnify          ( tcInfer, tcSubExp, tcFunResTy, tcGen, boxyUnify, subFunTys, zapToMonotype, stripBoxyType,
  29                           boxySplitListTy, boxySplitTyConApp, wrapFunResCoercion, boxySubMatchType,
  30                           unBox )
  31 import BasicTypes       ( Arity, isMarkedStrict )
  32 import Inst             ( newMethodFromName, newIPDict, instToId,
  33                           newDicts, newMethodWithGivenTy, tcInstStupidTheta )
  34 import TcBinds          ( tcLocalBinds )
  35 import TcEnv            ( tcLookup, tcLookupId,
  36                           tcLookupDataCon, tcLookupGlobalId
  37                         )
  38 import TcArrows         ( tcProc )
  39 import TcMatches        ( tcMatchesCase, tcMatchLambda, tcDoStmts, TcMatchCtxt(..) )
  40 import TcHsType         ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
  41 import TcPat            ( tcOverloadedLit, badFieldCon )
  42 import TcMType          ( tcInstTyVars, newFlexiTyVarTy, newBoxyTyVars, readFilledBox,
  43                           tcInstBoxyTyVar, tcInstTyVar, zonkTcType )
  44 import TcType           ( TcType, TcSigmaType, TcRhoType,
  45                           BoxySigmaType, BoxyRhoType, ThetaType,
  46                           tcSplitFunTys, mkTyVarTys, mkFunTys,
  47                           tcMultiSplitSigmaTy, tcSplitFunTysN,
  48                           isSigmaTy, mkFunTy, mkTyConApp, isLinearPred,
  49                           exactTyVarsOfType, exactTyVarsOfTypes, mkTyVarTy,
  50                           tidyOpenType,
  51                           zipTopTvSubst, zipOpenTvSubst, substTys, substTyVar, lookupTyVar
  52                         )
  53 import Kind             ( argTypeKind )
  54
  55 import Id               ( idType, idName, recordSelectorFieldLabel, isRecordSelector,
  56                           isNaughtyRecordSelector, isDataConId_maybe )
  57 import DataCon          ( DataCon, dataConFieldLabels, dataConStrictMarks, dataConSourceArity,
  58                           dataConWrapId, isVanillaDataCon, dataConTyVars, dataConOrigArgTys )
  59 import Name             ( Name )
  60 import TyCon            ( FieldLabel, tyConStupidTheta, tyConDataCons )
  61 import Type             ( substTheta, substTy )
  62 import Var              ( TyVar, tyVarKind )
  63 import VarSet           ( emptyVarSet, elemVarSet, unionVarSet )
  64 import TysWiredIn       ( boolTy, parrTyCon, tupleTyCon )
  65 import PrelNames        ( enumFromName, enumFromThenName,
  66                           enumFromToName, enumFromThenToName,
  67                           enumFromToPName, enumFromThenToPName, negateName
  68                         )
  69 import DynFlags
  70 import StaticFlags      ( opt_NoMethodSharing )
  71 import HscTypes         ( TyThing(..) )
  72 import SrcLoc           ( Located(..), unLoc, noLoc, getLoc )
  73 import Util
  74 import ListSetOps       ( assocMaybe )
  75 import Maybes           ( catMaybes )
  76 import Outputable
  77 import FastString
  78
  79 #ifdef DEBUG
  80 import TyCon            ( tyConArity )
  81 #endif
  82 \end{code}
  83
  84 %************************************************************************
  85 %*                                                                      *
  86 \subsection{Main wrappers}
  87 %*                                                                      *
  88 %************************************************************************
  89
  90 \begin{code}
  91 tcPolyExpr, tcPolyExprNC
  92          :: LHsExpr Name                -- Expession to type check
  93          -> BoxySigmaType               -- Expected type (could be a polytpye)
  94          -> TcM (LHsExpr TcId)  -- Generalised expr with expected type
  95
  96 -- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent) place
  97 -- to add context information.
  98 -- The NC version does not do so, usually because the caller wants
  99 -- to do so himself.
 100
 101 tcPolyExpr expr res_ty
 102   = addErrCtxt (exprCtxt (unLoc expr)) $
 103     tcPolyExprNC expr res_ty
 104
 105 tcPolyExprNC expr res_ty
 106   | isSigmaTy res_ty
 107   = do  { (gen_fn, expr') <- tcGen res_ty emptyVarSet (tcPolyExprNC expr)
 108                 -- Note the recursive call to tcPolyExpr, because the
 109                 -- type may have multiple layers of for-alls
 110         ; return (L (getLoc expr') (mkHsCoerce gen_fn (unLoc expr'))) }
 111
 112   | otherwise
 113   = tcMonoExpr expr res_ty
 114
 115 ---------------
 116 tcPolyExprs :: [LHsExpr Name] -> [TcType] -> TcM [LHsExpr TcId]
 117 tcPolyExprs [] [] = returnM []
 118 tcPolyExprs (expr:exprs) (ty:tys)
 119  = do   { expr'  <- tcPolyExpr  expr  ty
 120         ; exprs' <- tcPolyExprs exprs tys
 121         ; returnM (expr':exprs') }
 122 tcPolyExprs exprs tys = pprPanic "tcPolyExprs" (ppr exprs $$ ppr tys)
 123
 124 ---------------
 125 tcMonoExpr :: LHsExpr Name      -- Expression to type check
 126            -> BoxyRhoType       -- Expected type (could be a type variable)
 127                                 -- Definitely no foralls at the top
 128                                 -- Can contain boxes, which will be filled in
 129            -> TcM (LHsExpr TcId)
 130
 131 tcMonoExpr (L loc expr) res_ty
 132   = ASSERT( not (isSigmaTy res_ty) )
 133     setSrcSpan loc $
 134     do  { expr' <- tcExpr expr res_ty
 135         ; return (L loc expr') }
 136
 137 ---------------
 138 tcInferRho :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
 139 tcInferRho expr = tcInfer (tcMonoExpr expr)
 140 \end{code}
 141
 142
 143
 144 %************************************************************************
 145 %*                                                                      *
 146         tcExpr: the main expression typechecker
 147 %*                                                                      *
 148 %************************************************************************
 149
 150 \begin{code}
 151 tcExpr :: HsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
 152 tcExpr (HsVar name)     res_ty = tcId (OccurrenceOf name) name res_ty
 153
 154 tcExpr (HsLit lit)      res_ty = do { boxyUnify (hsLitType lit) res_ty
 155                                     ; return (HsLit lit) }
 156
 157 tcExpr (HsPar expr)     res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 158                                     ; return (HsPar expr') }
 159
 160 tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 161                                     ; returnM (HsSCC lbl expr') }
 162
 163 tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty       -- hdaume: core annotation
 164   = do  { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 165         ; return (HsCoreAnn lbl expr') }
 166
 167 tcExpr (HsOverLit lit) res_ty
 168   = do  { lit' <- tcOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
 169         ; return (HsOverLit lit') }
 170
 171 tcExpr (NegApp expr neg_expr) res_ty
 172   = do  { neg_expr' <- tcSyntaxOp (OccurrenceOf negateName) neg_expr
 173                                   (mkFunTy res_ty res_ty)
 174         ; expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
 175         ; return (NegApp expr' neg_expr') }
 176
 177 tcExpr (HsIPVar ip) res_ty
 178   = do  {       -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a
 179                 -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
 180                 -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
 181                 -- be a tau-type.)
 182           ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
 183         ; co_fn <- tcSubExp ip_ty res_ty
 184         ; (ip', inst) <- newIPDict (IPOccOrigin ip) ip ip_ty
 185         ; extendLIE inst
 186         ; return (mkHsCoerce co_fn (HsIPVar ip')) }
 187
 188 tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty
 189   = go e1 [e2]
 190   where
 191     go :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -> TcM (HsExpr TcId)
 192     go (L _ (HsApp e1 e2)) args = go e1 (e2:args)
 193     go lfun@(L loc fun) args
 194         = do { (fun', args') <- addErrCtxt (callCtxt lfun args) $
 195                                 tcApp fun (length args) (tcArgs lfun args) res_ty
 196              ; return (unLoc (foldl mkHsApp (L loc fun') args')) }
 197
 198 tcExpr (HsLam match) res_ty
 199   = do  { (co_fn, match') <- tcMatchLambda match res_ty
 200         ; return (mkHsCoerce co_fn (HsLam match')) }
 201
 202 tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
 203  = do   { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
 204         ; expr' <- tcPolyExpr expr sig_tc_ty
 205         ; co_fn <- tcSubExp sig_tc_ty res_ty
 206         ; return (mkHsCoerce co_fn (ExprWithTySigOut expr' sig_ty)) }
 207
 208 tcExpr (HsType ty) res_ty
 209   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
 210         -- This is the syntax for type applications that I was planning
 211         -- but there are difficulties (e.g. what order for type args)
 212         -- so it's not enabled yet.
 213         -- Can't eliminate it altogether from the parser, because the
 214         -- same parser parses *patterns*.
 215 \end{code}
 216
 217
 218 %************************************************************************
 219 %*                                                                      *
 220                 Infix operators and sections
 221 %*                                                                      *
 222 %************************************************************************
 223
 224 \begin{code}
 225 tcExpr in_expr@(OpApp arg1 lop@(L loc op) fix arg2) res_ty
 226   = do  { (op', [arg1', arg2']) <- tcApp op 2 (tcArgs lop [arg1,arg2]) res_ty
 227         ; return (OpApp arg1' (L loc op') fix arg2') }
 228
 229 -- Left sections, equivalent to
 230 --      \ x -> e op x,
 231 -- or
 232 --      \ x -> op e x,
 233 -- or just
 234 --      op e
 235 --
 236 -- We treat it as similar to the latter, so we don't
 237 -- actually require the function to take two arguments
 238 -- at all.  For example, (x `not`) means (not x);
 239 -- you get postfix operators!  Not really Haskell 98
 240 -- I suppose, but it's less work and kind of useful.
 241
 242 tcExpr in_expr@(SectionL arg1 lop@(L loc op)) res_ty
 243   = do  { (op', [arg1']) <- tcApp op 1 (tcArgs lop [arg1]) res_ty
 244         ; return (SectionL arg1' (L loc op')) }
 245
 246 -- Right sections, equivalent to \ x -> x `op` expr, or
 247 --      \ x -> op x expr
 248
 249 tcExpr in_expr@(SectionR lop@(L loc op) arg2) res_ty
 250   = do  { (co_fn, (op', arg2')) <- subFunTys doc 1 res_ty $ \ [arg1_ty'] res_ty' ->
 251                                    tcApp op 2 (tc_args arg1_ty') res_ty'
 252         ; return (mkHsCoerce co_fn (SectionR (L loc op') arg2')) }
 253   where
 254     doc = ptext SLIT("The section") <+> quotes (ppr in_expr)
 255                 <+> ptext SLIT("takes one argument")
 256     tc_args arg1_ty' [arg1_ty, arg2_ty]
 257         = do { boxyUnify arg1_ty' arg1_ty
 258              ; tcArg lop (arg2, arg2_ty, 2) }
 259 \end{code}
 260
 261 \begin{code}
 262 tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
 263   = do  { (binds', expr') <- tcLocalBinds binds $
 264                              tcMonoExpr expr res_ty
 265         ; return (HsLet binds' expr') }
 266
 267 tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
 268   = do  {  -- We used to typecheck the case alternatives first.
 269            -- The case patterns tend to give good type info to use
 270            -- when typechecking the scrutinee.  For example
 271            --   case (map f) of
 272            --     (x:xs) -> ...
 273            -- will report that map is applied to too few arguments
 274            --
 275            -- But now, in the GADT world, we need to typecheck the scrutinee
 276            -- first, to get type info that may be refined in the case alternatives
 277           (scrut', scrut_ty) <- addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)
 278                                            (tcInferRho scrut)
 279
 280         ; traceTc (text "HsCase" <+> ppr scrut_ty)
 281         ; matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches exp_ty
 282         ; return (HsCase scrut' matches') }
 283  where
 284     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
 285                       mc_body = tcPolyExpr }
 286
 287 tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
 288   = do  { pred' <- addErrCtxt (predCtxt pred) $
 289                    tcMonoExpr pred boolTy
 290         ; b1' <- tcMonoExpr b1 res_ty
 291         ; b2' <- tcMonoExpr b2 res_ty
 292         ; return (HsIf pred' b1' b2') }
 293
 294 tcExpr (HsDo do_or_lc stmts body _) res_ty
 295   = tcDoStmts do_or_lc stmts body res_ty
 296
 297 tcExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty    -- Non-empty list
 298   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 299         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 300         ; return (ExplicitList elt_ty exprs') }
 301   where
 302     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 303
 304 tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty    -- maybe empty
 305   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 306         ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
 307         ; ifM (null exprs) (zapToMonotype elt_ty)
 308                 -- If there are no expressions in the comprehension
 309                 -- we must still fill in the box
 310                 -- (Not needed for [] and () becuase they happen
 311                 --  to parse as data constructors.)
 312         ; return (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
 313   where
 314     tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 315
 316 tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
 317   = do  { arg_tys <- boxySplitTyConApp (tupleTyCon boxity (length exprs)) res_ty
 318         ; exprs' <-  tcPolyExprs exprs arg_tys
 319         ; return (ExplicitTuple exprs' boxity) }
 320
 321 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
 322   = do  { (pat', cmd') <- tcProc pat cmd res_ty
 323         ; return (HsProc pat' cmd') }
 324
 325 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
 326   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 327                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 328
 329 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 330   = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e),
 331                       ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
 332 \end{code}
 333
 334 %************************************************************************
 335 %*                                                                      *
 336                 Record construction and update
 337 %*                                                                      *
 338 %************************************************************************
 339
 340 \begin{code}
 341 tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
 342   = do  { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 343
 344         -- Check for missing fields
 345         ; checkMissingFields data_con rbinds
 346
 347         ; let arity = dataConSourceArity data_con
 348               check_fields arg_tys
 349                   = do  { rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys rbinds
 350                         ; mapM unBox arg_tys
 351                         ; return rbinds' }
 352                 -- The unBox ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
 353                 -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
 354
 355         ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
 356
 357         ; returnM (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
 358
 359 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
 360 -- handle the *non-updated* fields.  Consider:
 361 --
 362 --      data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
 363 --                 | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
 364 --                 | MkT3 { fd :: a }
 365 --
 366 --      upd :: T a b -> c -> T a c
 367 --      upd t x = t { fb = x}
 368 --
 369 -- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
 370 -- because upd should be equivalent to:
 371 --
 372 --      upd t x = case t of
 373 --                      MkT1 p q -> MkT1 p x
 374 --                      MkT2 a b -> MkT2 p b
 375 --                      MkT3 d   -> error ...
 376 --
 377 -- So we need to give a completely fresh type to the result record,
 378 -- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
 379 --
 380 -- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
 381 -- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
 382 --
 383 -- All this is done in STEP 4 below.
 384 --
 385 -- Note about GADTs
 386 -- ~~~~~~~~~~~~~~~~
 387 -- For record update we require that every constructor involved in the
 388 -- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
 389 -- don't know how to do the update otherwise.
 390
 391
 392 tcExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds _ _) res_ty
 393   =     -- STEP 0
 394         -- Check that the field names are really field names
 395     ASSERT( notNull rbinds )
 396     let
 397         field_names = map fst rbinds
 398     in
 399     mappM (tcLookupGlobalId.unLoc) field_names  `thenM` \ sel_ids ->
 400         -- The renamer has already checked that they
 401         -- are all in scope
 402     let
 403         bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name)
 404                    | (L loc field_name, sel_id) <- field_names `zip` sel_ids,
 405                      not (isRecordSelector sel_id)      -- Excludes class ops
 406                    ]
 407     in
 408     checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM)  `thenM_`
 409
 410         -- STEP 1
 411         -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
 412     let
 413                 -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
 414         upd_field_lbls  = recBindFields rbinds
 415         sel_id : _      = sel_ids
 416         (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
 417         data_cons       = tyConDataCons tycon           -- it's not a field label
 418         relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
 419         is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) upd_field_lbls
 420     in
 421
 422         -- STEP 2
 423         -- Check that at least one constructor has all the named fields
 424         -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
 425     checkTc (not (null relevant_cons))
 426             (badFieldsUpd rbinds)       `thenM_`
 427
 428         -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on
 429         -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
 430     checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
 431             (nonVanillaUpd tycon)       `thenM_`
 432
 433         -- STEP 4
 434         -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
 435         -- which type arguments must be the same in updatee and result.
 436         --
 437         -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
 438         -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
 439     let
 440                 -- A constructor is only relevant to this process if
 441                 -- it contains *all* the fields that are being updated
 442         con1            = head relevant_cons    -- A representative constructor
 443         con1_tyvars     = dataConTyVars con1
 444         con1_flds       = dataConFieldLabels con1
 445         con1_arg_tys    = dataConOrigArgTys con1
 446         common_tyvars   = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
 447                                                  , not (fld `elem` upd_field_lbls) ]
 448
 449         is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
 450
 451         mk_inst_ty tv result_inst_ty
 452           | is_common_tv tv = returnM result_inst_ty            -- Same as result type
 453           | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
 454     in
 455     tcInstTyVars con1_tyvars                            `thenM` \ (_, result_inst_tys, inst_env) ->
 456     zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys     `thenM` \ inst_tys ->
 457
 458         -- STEP 3
 459         -- Typecheck the update bindings.
 460         -- (Do this after checking for bad fields in case there's a field that
 461         --  doesn't match the constructor.)
 462     let
 463         result_record_ty = mkTyConApp tycon result_inst_tys
 464         con1_arg_tys'    = map (substTy inst_env) con1_arg_tys
 465     in
 466     tcSubExp result_record_ty res_ty            `thenM` \ co_fn ->
 467     tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds     `thenM` \ rbinds' ->
 468
 469         -- STEP 5
 470         -- Typecheck the expression to be updated
 471     let
 472         record_ty = ASSERT( length inst_tys == tyConArity tycon )
 473                     mkTyConApp tycon inst_tys
 474         -- This is one place where the isVanilla check is important
 475         -- So that inst_tys matches the tycon
 476     in
 477     tcMonoExpr record_expr record_ty            `thenM` \ record_expr' ->
 478
 479         -- STEP 6
 480         -- Figure out the LIE we need.  We have to generate some
 481         -- dictionaries for the data type context, since we are going to
 482         -- do pattern matching over the data cons.
 483         --
 484         -- What dictionaries do we need?
 485         -- We just take the context of the first data constructor
 486         -- This isn't right, but I just can't bear to union up all the relevant ones
 487     let
 488         theta' = substTheta inst_env (tyConStupidTheta tycon)
 489     in
 490     newDicts RecordUpdOrigin theta'     `thenM` \ dicts ->
 491     extendLIEs dicts                    `thenM_`
 492
 493         -- Phew!
 494     returnM (mkHsCoerce co_fn (RecordUpd record_expr' rbinds' record_ty result_record_ty))
 495 \end{code}
 496
 497
 498 %************************************************************************
 499 %*                                                                      *
 500         Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
 501         and their parallel-array counterparts   e.g. [: a,b.. :]
 502
 503 %*                                                                      *
 504 %************************************************************************
 505
 506 \begin{code}
 507 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
 508   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 509         ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
 510         ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 511                               elt_ty enumFromName
 512         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
 513
 514 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 515   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 516         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 517         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 518         ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 519                               elt_ty enumFromThenName
 520         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
 521
 522
 523 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 524   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 525         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 526         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 527         ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 528                               elt_ty enumFromToName
 529         ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 530
 531 tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 532   = do  { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
 533         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 534         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 535         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 536         ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq)
 537                       elt_ty enumFromThenToName
 538         ; return (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 539
 540 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 541   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 542         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 543         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 544         ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 545                                       elt_ty enumFromToPName
 546         ; return (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
 547
 548 tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 549   = do  { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
 550         ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
 551         ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
 552         ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
 553         ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
 554                       elt_ty enumFromThenToPName
 555         ; return (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 556
 557 tcExpr (PArrSeq _ _) _
 558   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
 559     -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
 560     -- let it through
 561 \end{code}
 562
 563
 564 %************************************************************************
 565 %*                                                                      *
 566                 Template Haskell
 567 %*                                                                      *
 568 %************************************************************************
 569
 570 \begin{code}
 571 #ifdef GHCI     /* Only if bootstrapped */
 572         -- Rename excludes these cases otherwise
 573 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 574 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do   { e <- tcBracket brack res_ty
 575                                         ; return (unLoc e) }
 576 #endif /* GHCI */
 577 \end{code}
 578
 579
 580 %************************************************************************
 581 %*                                                                      *
 582                 Catch-all
 583 %*                                                                      *
 584 %************************************************************************
 585
 586 \begin{code}
 587 tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 588 \end{code}
 589
 590
 591 %************************************************************************
 592 %*                                                                      *
 593                 Applications
 594 %*                                                                      *
 595 %************************************************************************
 596
 597 \begin{code}
 598 ---------------------------
 599 tcApp :: HsExpr Name                            -- Function
 600       -> Arity                                  -- Number of args reqd
 601       -> ([BoxySigmaType] -> TcM arg_results)   -- Argument type-checker
 602       -> BoxyRhoType                            -- Result type
 603       -> TcM (HsExpr TcId, arg_results)
 604
 605 -- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
 606 -- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
 607
 608 tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
 609   = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 610
 611 tcApp fun n_args arg_checker res_ty     -- The vanilla case (rula APP)
 612   = do  { arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
 613         ; fun'      <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
 614         ; arg_tys'  <- mapM readFilledBox arg_boxes
 615         ; args'     <- arg_checker arg_tys'
 616         ; return (fun', args') }
 617
 618 ---------------------------
 619 tcIdApp :: Name                                 -- Function
 620         -> Arity                                -- Number of args reqd
 621         -> ([BoxySigmaType] -> TcM arg_results) -- Argument type-checker
 622                 -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
 623         -> BoxyRhoType                          -- Result type
 624         -> TcM (HsExpr TcId, arg_results)
 625
 626 -- Call         (f e1 ... en) :: res_ty
 627 -- Type         f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
 628 --                      (where k <= n; fres has the rest)
 629 -- NB:  if k < n then the function doesn't have enough args, and
 630 --      presumably fres is a type variable that we are going to
 631 --      instantiate with a function type
 632 --
 633 -- Then         fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
 634
 635 tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
 636   = do  { fun_id <- lookupFun (OccurrenceOf fun_name) fun_name
 637
 638         -- Split up the function type
 639         ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy (idType fun_id)
 640               (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
 641
 642               qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
 643               arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
 644               res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
 645                 -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
 646               tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
 647               k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
 648               n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
 649
 650         -- Match the result type of the function with the
 651         -- result type of the context, to get an inital substitution
 652         ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
 653         ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
 654               res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
 655               subst          = boxySubMatchType arg_qtvs fun_res_ty res_ty'
 656                                 -- Only bind arg_qtvs, since only they will be
 657                                 -- *definitely* be filled in by arg_checker
 658                                 -- E.g.  error :: forall a. String -> a
 659                                 --       (error "foo") :: bx5
 660                                 --  Don't make subst [a |-> bx5]
 661                                 --  because then the result subsumption becomes
 662                                 --              bx5 ~ bx5
 663                                 --  and the unifer doesn't expect the
 664                                 --  same box on both sides
 665               inst_qtv tv | Just boxy_ty <- lookupTyVar subst tv = return boxy_ty
 666                           | tv `elemVarSet` tau_qtvs = do { tv' <- tcInstBoxyTyVar tv
 667                                                           ; return (mkTyVarTy tv') }
 668                           | otherwise                = do { tv' <- tcInstTyVar tv
 669                                                           ; return (mkTyVarTy tv') }
 670                         -- The 'otherwise' case handles type variables that are
 671                         -- mentioned only in the constraints, not in argument or
 672                         -- result types.  We'll make them tau-types
 673
 674         ; qtys' <- mapM inst_qtv qtvs
 675         ; let arg_subst    = zipOpenTvSubst qtvs qtys'
 676               fun_arg_tys' = substTys arg_subst fun_arg_tys
 677
 678         -- Typecheck the arguments!
 679         -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
 680         ; args' <- arg_checker (fun_arg_tys' ++ extra_arg_tys')
 681
 682         ; let strip qtv qty' | qtv `elemVarSet` arg_qtvs = stripBoxyType qty'
 683                              | otherwise                 = return qty'
 684         ; qtys'' <- zipWithM strip qtvs qtys'
 685         ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
 686
 687         -- Result subsumption
 688         ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
 689               fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
 690               res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
 691         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_res_ty'' res_ty''
 692
 693         -- And pack up the results
 694         -- By applying the coercion just to the *function* we can make
 695         -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
 696         ; fun' <- instFun fun_id qtvs qtys'' tv_theta_prs
 697         ; co_fn' <- wrapFunResCoercion fun_arg_tys' co_fn
 698         ; return (mkHsCoerce co_fn' fun', args') }
 699 \end{code}
 700
 701 Note [Silly type synonyms in smart-app]
 702 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 703 When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
 704 in.  But we need to be careful about type synonyms:
 705         type T a = Int
 706         f :: T a -> Int
 707         ...(f x)...
 708 In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
 709 (T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
 710 because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
 711 use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free
 712 in the argument type.
 713
 714 \begin{code}
 715 -- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
 716 -- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
 717 --                ; return res }
 718
 719 tcId :: InstOrigin
 720      -> Name                                    -- Function
 721      -> BoxyRhoType                             -- Result type
 722      -> TcM (HsExpr TcId)
 723 tcId orig fun_name res_ty
 724   = do  { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
 725         ; fun_id <- lookupFun orig fun_name
 726
 727         -- Split up the function type
 728         ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy (idType fun_id)
 729               qtvs     = concatMap fst tv_theta_prs     -- Quantified tyvars
 730               tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentiond in the tau part
 731               inst_qtv tv | tv `elemVarSet` tau_qtvs = do { tv' <- tcInstBoxyTyVar tv
 732                                                           ; return (mkTyVarTy tv') }
 733                           | otherwise                = do { tv' <- tcInstTyVar tv
 734                                                           ; return (mkTyVarTy tv') }
 735
 736         -- Do the subsumption check wrt the result type
 737         ; qtv_tys <- mapM inst_qtv qtvs
 738         ; let res_subst   = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
 739               fun_tau' = substTy res_subst fun_tau
 740
 741         ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_tau' res_ty
 742
 743         -- And pack up the results
 744         ; fun' <- instFun fun_id qtvs qtv_tys tv_theta_prs
 745         ; return (mkHsCoerce co_fn fun') }
 746
 747 --      Note [Push result type in]
 748 --
 749 -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
 750 -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
 751 -- This is when we might detect a too-few args situation.
 752 -- (One can think of cases when the opposite order would give
 753 -- a better error message.)
 754 -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an
 755 --              example where it actually makes a real difference
 756 --    class C t a b | t a -> b
 757 --    instance C Char a Bool
 758 --
 759 --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
 760 --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 761
 762 --    f1, f2 :: Q Char;
 763 --    f1 = MkQ (MkP True)
 764 --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 765 --
 766 -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
 767 -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
 768 -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
 769
 770 ---------------------------
 771 tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
 772 -- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
 773 -- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
 774 tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
 775 tcSyntaxOp orig other      ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
 776
 777 ---------------------------
 778 instFun :: TcId
 779         -> [TyVar] -> [TcType]  -- Quantified type variables and
 780                                 -- their instantiating types
 781         -> [([TyVar], ThetaType)]       -- Stuff to instantiate
 782         -> TcM (HsExpr TcId)
 783 instFun fun_id qtvs qtv_tys []
 784   = return (HsVar fun_id)       -- Common short cut
 785
 786 instFun fun_id qtvs qtv_tys tv_theta_prs
 787   = do  { let subst = zipOpenTvSubst qtvs qtv_tys
 788               ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
 789               subst_pr (tvs, theta) = (map (substTyVar subst) tvs,
 790                                        substTheta subst theta)
 791
 792                 -- The ty_theta_prs' is always non-empty
 793               ((tys1',theta1') : further_prs') = ty_theta_prs'
 794
 795                 -- First, chuck in the constraints from
 796                 -- the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 797         ; case isDataConId_maybe fun_id of
 798                 Just con -> tcInstStupidTheta con tys1'
 799                 Nothing  -> return ()
 800
 801         ; if want_method_inst theta1'
 802           then do { meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys1'
 803                         -- See Note [Multiple instantiation]
 804                   ; go (HsVar meth_id) further_prs' }
 805           else go (HsVar fun_id) ty_theta_prs'
 806         }
 807   where
 808     orig = OccurrenceOf (idName fun_id)
 809
 810     go fun [] = return fun
 811
 812     go fun ((tys, theta) : prs)
 813         = do { dicts <- newDicts orig theta
 814              ; extendLIEs dicts
 815              ; let the_app = unLoc $ mkHsDictApp (mkHsTyApp (noLoc fun) tys)
 816                                                  (map instToId dicts)
 817              ; go the_app prs }
 818
 819         --      Hack Alert (want_method_inst)!
 820         -- See Note [No method sharing]
 821         -- If   f :: (%x :: T) => Int -> Int
 822         -- Then if we have two separate calls, (f 3, f 4), we cannot
 823         -- make a method constraint that then gets shared, thus:
 824         --      let m = f %x in (m 3, m 4)
 825         -- because that loses the linearity of the constraint.
 826         -- The simplest thing to do is never to construct a method constraint
 827         -- in the first place that has a linear implicit parameter in it.
 828     want_method_inst theta =  not (null theta)                  -- Overloaded
 829                            && not (any isLinearPred theta)      -- Not linear
 830                            && not opt_NoMethodSharing
 831                 -- See Note [No method sharing] below
 832 \end{code}
 833
 834 Note [Multiple instantiation]
 835 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 836 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 837 For example, consider
 838         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 839 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 840
 841         f_m1
 842   where
 843         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 844         f_m1 = f Int dEqInt
 845
 846         f_m2 :: Int -> Bool
 847         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
 848
 849 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
 850 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
 851         f_m1 = f_mx
 852 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
 853 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
 854
 855 Here's a concrete example that does this (test tc200):
 856
 857     class C a where
 858       f :: Eq b => b -> a -> Int
 859       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
 860
 861     instance C Int where
 862       baz = f
 863
 864 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
 865 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
 866
 867 Note [No method sharing]
 868 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 869 The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
 870 is concerned.  The default case is that for an overloaded function we
 871 generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
 872 something like
 873         f :: Num a => a -> a
 874         f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
 875 If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application
 876 isn't shared, so we get
 877         f :: Num a => a -> a
 878         f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
 879 This gets a bit less sharing, but
 880         a) it's better for RULEs involving overloaded functions
 881         b) perhaps fewer separated lambdas
 882
 883 \begin{code}
 884 tcArgs :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
 885        -> [LHsExpr Name] -> [TcSigmaType]       -- Actual arguments and expected arg types
 886        -> TcM [LHsExpr TcId]                    -- Resulting args
 887
 888 tcArgs fun args expected_arg_tys
 889   = mapM (tcArg fun) (zip3 args expected_arg_tys [1..])
 890
 891 tcArg :: LHsExpr Name                           -- The function (for error messages)
 892        -> (LHsExpr Name, BoxySigmaType, Int)    -- Actual argument and expected arg type
 893        -> TcM (LHsExpr TcId)                    -- Resulting argument
 894 tcArg fun (arg, ty, arg_no) = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
 895                               tcPolyExprNC arg ty
 896 \end{code}
 897
 898
 899 %************************************************************************
 900 %*                                                                      *
 901 \subsection{@tcId@ typchecks an identifier occurrence}
 902 %*                                                                      *
 903 %************************************************************************
 904
 905 \begin{code}
 906 lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM TcId
 907 lookupFun orig id_name
 908   = do  { thing <- tcLookup id_name
 909         ; case thing of
 910             AGlobal (ADataCon con) -> return (dataConWrapId con)
 911
 912             AGlobal (AnId id)
 913                 | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
 914                 | otherwise                  -> return id
 915                 -- A global cannot possibly be ill-staged
 916                 -- nor does it need the 'lifting' treatment
 917
 918 #ifndef GHCI
 919             ATcId id th_level _ -> return id                    -- Non-TH case
 920 #else
 921             ATcId id th_level _ -> do { use_stage <- getStage   -- TH case
 922                                       ; thLocalId orig id_name id th_level use_stage }
 923 #endif
 924
 925             other -> failWithTc (ppr other <+> ptext SLIT("used where a value identifer was expected"))
 926     }
 927
 928 #ifdef GHCI  /* GHCI and TH is on */
 929 --------------------------------------
 930 -- thLocalId : Check for cross-stage lifting
 931 thLocalId orig id_name id th_bind_lvl (Brack use_lvl ps_var lie_var)
 932   | use_lvl > th_bind_lvl
 933   = thBrackId orig id_name id ps_var lie_var
 934 thLocalId orig id_name id th_bind_lvl use_stage
 935   = do  { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
 936         ; return id }
 937
 938 --------------------------------------
 939 thBrackId orig id_name id ps_var lie_var
 940   | isExternalName id_name
 941   =     -- Top-level identifiers in this module,
 942         -- (which have External Names)
 943         -- are just like the imported case:
 944         -- no need for the 'lifting' treatment
 945         -- E.g.  this is fine:
 946         --   f x = x
 947         --   g y = [| f 3 |]
 948         -- But we do need to put f into the keep-alive
 949         -- set, because after desugaring the code will
 950         -- only mention f's *name*, not f itself.
 951     do  { keepAliveTc id_name; return id }
 952
 953   | otherwise
 954   =     -- Nested identifiers, such as 'x' in
 955         -- E.g. \x -> [| h x |]
 956         -- We must behave as if the reference to x was
 957         --      h $(lift x)
 958         -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by
 959         -- the desugarer to stitch it all back together.
 960         -- If 'x' occurs many times we may get many identical
 961         -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
 962         -- matter, although it's a mite untidy.
 963     do  { let id_ty = idType id
 964         ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
 965                -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
 966                -- have different instantiations, so we can't use plain
 967                -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to
 968                -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
 969                -- just going to flag an error for now
 970
 971         ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
 972                 -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
 973                 -- can't instantiate the Lift class at that kind,
 974                 -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
 975                 -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
 976
 977         ; setLIEVar lie_var     $ do
 978         { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
 979                    -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
 980
 981                    -- Update the pending splices
 982         ; ps <- readMutVar ps_var
 983         ; writeMutVar ps_var ((id_name, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
 984
 985         ; return id } }
 986 #endif /* GHCI */
 987 \end{code}
 988
 989 Note [Multiple instantiation]
 990 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 991 We are careful never to make a MethodInst that has, as its meth_id, another MethodInst.
 992 For example, consider
 993         f :: forall a. Eq a => forall b. Ord b => a -> b
 994 At a call to f, at say [Int, Bool], it's tempting to translate the call to
 995
 996         f_m1
 997   where
 998         f_m1 :: forall b. Ord b => Int -> b
 999         f_m1 = f Int dEqInt
1000
1001         f_m2 :: Int -> Bool
1002         f_m2 = f_m1 Bool dOrdBool
1003
1004 But notice that f_m2 has f_m1 as its meth_id.  Now the danger is that if we do
1005 a tcSimplCheck with a Given f_mx :: f Int dEqInt, we may make a binding
1006         f_m1 = f_mx
1007 But it's entirely possible that f_m2 will continue to float out, because it
1008 mentions no type variables.  Result, f_m1 isn't in scope.
1009
1010 Here's a concrete example that does this (test tc200):
1011
1012     class C a where
1013       f :: Eq b => b -> a -> Int
1014       baz :: Eq a => Int -> a -> Int
1015
1016     instance C Int where
1017       baz = f
1018
1019 Current solution: only do the "method sharing" thing for the first type/dict
1020 application, not for the iterated ones.  A horribly subtle point.
1021
1022
1023 %************************************************************************
1024 %*                                                                      *
1025 \subsection{Record bindings}
1026 %*                                                                      *
1027 %************************************************************************
1028
1029 Game plan for record bindings
1030 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1031 1. Find the TyCon for the bindings, from the first field label.
1032
1033 2. Instantiate its tyvars and unify (T a1 .. an) with expected_ty.
1034
1035 For each binding field = value
1036
1037 3. Instantiate the field type (from the field label) using the type
1038    envt from step 2.
1039
1040 4  Type check the value using tcArg, passing the field type as
1041    the expected argument type.
1042
1043 This extends OK when the field types are universally quantified.
1044
1045
1046 \begin{code}
1047 tcRecordBinds
1048         :: DataCon
1049         -> [TcType]     -- Expected type for each field
1050         -> HsRecordBinds Name
1051         -> TcM (HsRecordBinds TcId)
1052
1053 tcRecordBinds data_con arg_tys rbinds
1054   = do  { mb_binds <- mappM do_bind rbinds
1055         ; return (catMaybes mb_binds) }
1056   where
1057     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
1058     do_bind (L loc field_lbl, rhs)
1059       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
1060       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)        $
1061         do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
1062            ; sel_id <- tcLookupId field_lbl
1063            ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
1064              return (Just (L loc sel_id, rhs')) }
1065       | otherwise
1066       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
1067            ; return Nothing }
1068
1069 checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
1070 checkMissingFields data_con rbinds
1071   | null field_labels   -- Not declared as a record;
1072                         -- But C{} is still valid if no strict fields
1073   = if any isMarkedStrict field_strs then
1074         -- Illegal if any arg is strict
1075         addErrTc (missingStrictFields data_con [])
1076     else
1077         returnM ()
1078
1079   | otherwise           -- A record
1080   = checkM (null missing_s_fields)
1081            (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))   `thenM_`
1082
1083     doptM Opt_WarnMissingFields         `thenM` \ warn ->
1084     checkM (not (warn && notNull missing_ns_fields))
1085            (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
1086
1087   where
1088     missing_s_fields
1089         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1090                  isMarkedStrict str,
1091                  not (fl `elem` field_names_used)
1092           ]
1093     missing_ns_fields
1094         = [ fl | (fl, str) <- field_info,
1095                  not (isMarkedStrict str),
1096                  not (fl `elem` field_names_used)
1097           ]
1098
1099     field_names_used = recBindFields rbinds
1100     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
1101
1102     field_info = zipEqual "missingFields"
1103                           field_labels
1104                           field_strs
1105
1106     field_strs = dataConStrictMarks data_con
1107 \end{code}
1108
1109 %************************************************************************
1110 %*                                                                      *
1111 \subsection{Errors and contexts}
1112 %*                                                                      *
1113 %************************************************************************
1114
1115 Boring and alphabetical:
1116 \begin{code}
1117 caseScrutCtxt expr
1118   = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
1119
1120 exprCtxt expr
1121   = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
1122
1123 fieldCtxt field_name
1124   = ptext SLIT("In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext SLIT("field of a record")
1125
1126 funAppCtxt fun arg arg_no
1127   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"),
1128                     quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
1129          4 (quotes (ppr arg))
1130
1131 predCtxt expr
1132   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
1133
1134 nonVanillaUpd tycon
1135   = vcat [ptext SLIT("Record update for the non-Haskell-98 data type") <+> quotes (ppr tycon)
1136                 <+> ptext SLIT("is not (yet) supported"),
1137           ptext SLIT("Use pattern-matching instead")]
1138 badFieldsUpd rbinds
1139   = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
1140          4 (pprQuotedList (recBindFields rbinds))
1141
1142 naughtyRecordSel sel_id
1143   = ptext SLIT("Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+>
1144     ptext SLIT("as a function due to escaped type variables") $$
1145     ptext SLIT("Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
1146
1147 notSelector field
1148   = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
1149
1150 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1151 missingStrictFields con fields
1152   = header <> rest
1153   where
1154     rest | null fields = empty  -- Happens for non-record constructors
1155                                 -- with strict fields
1156          | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
1157
1158     header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+>
1159              ptext SLIT("does not have the required strict field(s)")
1160
1161 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
1162 missingFields con fields
1163   = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:")
1164         <+> pprWithCommas ppr fields
1165
1166 callCtxt fun args
1167   = ptext SLIT("In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
1168
1169 #ifdef GHCI
1170 polySpliceErr :: Id -> SDoc
1171 polySpliceErr id
1172   = ptext SLIT("Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
1173 #endif
1174 \end{code}