ghc/compiler/typecheck/TcTyDecls.lhs

   1 %
   2 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996-1998
   3 %
   4 \section[TcTyDecls]{Typecheck type declarations}
   5
   6 \begin{code}
   7 module TcTyDecls (
   8         tcTyDecl1,
   9         kcConDetails,
  10         mkImplicitDataBinds, mkNewTyConRep
  11     ) where
  12
  13 #include "HsVersions.h"
  14
  15 import HsSyn            ( MonoBinds(..),
  16                           TyClDecl(..), ConDecl(..), ConDetails(..), BangType(..),
  17                           andMonoBindList, getBangType
  18                         )
  19 import RnHsSyn          ( RenamedTyClDecl, RenamedConDecl, RenamedContext )
  20 import TcHsSyn          ( TcMonoBinds, idsToMonoBinds )
  21 import BasicTypes       ( RecFlag(..), NewOrData(..) )
  22
  23 import TcMonoType       ( tcHsType, tcHsSigType, tcHsBoxedSigType, kcTyVarScope, tcClassContext,
  24                           kcHsContext, kcHsSigType, mkImmutTyVars
  25                         )
  26 import TcEnv            ( tcExtendTyVarEnv, tcLookupTy, tcLookupValueByKey, TyThing(..), TyThingDetails(..) )
  27 import TcMonad
  28 import TcUnify          ( unifyKind )
  29
  30 import Class            ( Class, ClassContext )
  31 import DataCon          ( DataCon, mkDataCon,
  32                           dataConFieldLabels, dataConId, dataConWrapId,
  33                           markedStrict, notMarkedStrict, markedUnboxed, dataConRepType
  34                         )
  35 import MkId             ( mkDataConId, mkDataConWrapId, mkRecordSelId )
  36 import FieldLabel
  37 import Var              ( Id, TyVar )
  38 import Name             ( Name, isLocallyDefined, OccName, NamedThing(..), nameUnique )
  39 import Outputable
  40 import TyCon            ( TyCon, AlgTyConFlavour(..), ArgVrcs, mkSynTyCon, mkAlgTyCon,
  41                           tyConDataConsIfAvailable, tyConTyVars,
  42                           isSynTyCon, isNewTyCon
  43                         )
  44 import Type             ( getTyVar, tyVarsOfTypes, splitFunTy, applyTys,
  45                           mkTyConApp, mkTyVarTys, mkForAllTys, mkFunTy,
  46                           mkTyVarTy, splitAlgTyConApp_maybe,
  47                           mkArrowKind, mkArrowKinds, boxedTypeKind,
  48                           isUnboxedType, Type, ThetaType, classesOfPreds
  49                         )
  50 import TysWiredIn       ( unitTy )
  51 import Var              ( tyVarKind )
  52 import VarSet           ( intersectVarSet, isEmptyVarSet )
  53 import Unique           ( unpackCStringIdKey, unpackCStringUtf8IdKey )
  54 import Util             ( equivClasses )
  55 import FiniteMap        ( FiniteMap, lookupWithDefaultFM )
  56 \end{code}
  57
  58 %************************************************************************
  59 %*                                                                      *
  60 \subsection{Type checking}
  61 %*                                                                      *
  62 %************************************************************************
  63
  64 \begin{code}
  65 tcTyDecl1 :: RenamedTyClDecl -> TcM s (Name, TyThingDetails)
  66 tcTyDecl1 (TySynonym tycon_name tyvar_names rhs src_loc)
  67   = tcLookupTy tycon_name                       `thenNF_Tc` \ (ATyCon tycon) ->
  68     tcExtendTyVarEnv (tyConTyVars tycon)        $
  69     tcHsType rhs                                `thenTc` \ rhs_ty ->
  70         -- Note tcHsType not tcHsSigType; we allow type synonyms
  71         -- that aren't types; e.g.  type List = []
  72         --
  73         -- If the RHS mentions tyvars that aren't in scope, we'll
  74         -- quantify over them:
  75         --      e.g.    type T = a->a
  76         -- will become  type T = forall a. a->a
  77         --
  78         -- With gla-exts that's right, but for H98 we should complain.
  79         -- We can now do that here without falling into
  80         -- a black hole, we still do it in rnDecl (TySynonym case)
  81
  82     returnTc (tycon_name, SynTyDetails rhs_ty)
  83
  84 tcTyDecl1 (TyData _ context tycon_name _ con_decls _ derivings _  src_loc)
  85   = tcLookupTy tycon_name                       `thenNF_Tc` \ (ATyCon tycon) ->
  86     let
  87         tyvars = tyConTyVars tycon
  88     in
  89     tcExtendTyVarEnv tyvars                             $
  90
  91         -- Typecheck the pieces
  92     tcClassContext context                              `thenTc` \ ctxt ->
  93     tc_derivs derivings                                 `thenTc` \ derived_classes ->
  94     mapTc (tcConDecl tycon tyvars ctxt) con_decls       `thenTc` \ data_cons ->
  95
  96     returnTc (tycon_name, DataTyDetails ctxt data_cons derived_classes)
  97   where
  98     tc_derivs Nothing   = returnTc []
  99     tc_derivs (Just ds) = mapTc tc_deriv ds
 100
 101     tc_deriv name = tcLookupTy name `thenTc` \ (AClass clas) ->
 102                     returnTc clas
 103 \end{code}
 104
 105 \begin{code}
 106 mkNewTyConRep :: TyCon -> Type
 107 -- Find the representation type for this newtype TyCon
 108 -- The trick is to to deal correctly with recursive newtypes
 109 -- such as      newtype T = MkT T
 110
 111 mkNewTyConRep tc
 112   = mkForAllTys tvs (loop [] (mkTyConApp tc (mkTyVarTys tvs)))
 113   where
 114     tvs = tyConTyVars tc
 115     loop tcs ty = case splitAlgTyConApp_maybe ty of {
 116                         Nothing -> ty ;
 117                         Just (tc, tys, data_cons) | not (isNewTyCon tc) -> ty
 118                                                   | tc `elem` tcs       -> unitTy
 119                                                   | otherwise           ->
 120
 121                   case splitFunTy (applyTys (dataConRepType (head data_cons)) tys) of
 122                         (rep_ty, _) -> loop (tc:tcs) rep_ty
 123                   }
 124 \end{code}
 125
 126
 127 %************************************************************************
 128 %*                                                                      *
 129 \subsection{Kind and type check constructors}
 130 %*                                                                      *
 131 %************************************************************************
 132
 133 \begin{code}
 134 kcConDetails :: RenamedContext -> ConDetails Name -> TcM s ()
 135 kcConDetails ex_ctxt details
 136   = kcHsContext ex_ctxt         `thenTc_`
 137     kc_con_details details
 138   where
 139     kc_con_details (VanillaCon btys)    = mapTc_ kc_bty btys
 140     kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) = mapTc_ kc_bty [bty1,bty2]
 141     kc_con_details (NewCon ty _)        = kcHsSigType ty
 142     kc_con_details (RecCon flds)        = mapTc_ kc_field flds
 143
 144     kc_field (_, bty) = kc_bty bty
 145
 146     kc_bty bty = kcHsSigType (getBangType bty)
 147
 148 tcConDecl :: TyCon -> [TyVar] -> ClassContext -> RenamedConDecl -> TcM s DataCon
 149
 150 tcConDecl tycon tyvars ctxt (ConDecl name wkr_name ex_tvs ex_ctxt details src_loc)
 151   = tcAddSrcLoc src_loc                                 $
 152     kcTyVarScope ex_tvs (kcConDetails ex_ctxt details)  `thenTc` \ ex_tv_kinds ->
 153     let
 154         ex_tyvars = mkImmutTyVars ex_tv_kinds
 155     in
 156     tcExtendTyVarEnv ex_tyvars                          $
 157     tcClassContext ex_ctxt                              `thenTc` \ ex_theta ->
 158     case details of
 159         VanillaCon btys    -> tc_datacon ex_tyvars ex_theta btys
 160         InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon ex_tyvars ex_theta [bty1,bty2]
 161         NewCon ty mb_f     -> tc_newcon  ex_tyvars ex_theta ty mb_f
 162         RecCon fields      -> tc_rec_con ex_tyvars ex_theta fields
 163   where
 164     tc_datacon ex_tyvars ex_theta btys
 165       = let
 166             arg_stricts = map getBangStrictness btys
 167             tys         = map getBangType btys
 168         in
 169         mapTc tcHsSigType tys   `thenTc` \ arg_tys ->
 170         mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts arg_tys []
 171
 172     tc_newcon ex_tyvars ex_theta ty mb_f
 173       = tcHsBoxedSigType ty     `thenTc` \ arg_ty ->
 174             -- can't allow an unboxed type here, because we're effectively
 175             -- going to remove the constructor while coercing it to a boxed type.
 176         let
 177           field_label =
 178             case mb_f of
 179               Nothing -> []
 180               Just f  -> [mkFieldLabel (getName f) tycon arg_ty (head allFieldLabelTags)]
 181         in
 182         mk_data_con ex_tyvars ex_theta [notMarkedStrict] [arg_ty] field_label
 183
 184     tc_rec_con ex_tyvars ex_theta fields
 185       = checkTc (null ex_tyvars) (exRecConErr name)     `thenTc_`
 186         mapTc tc_field (fields `zip` allFieldLabelTags) `thenTc` \ field_labels_s ->
 187         let
 188             field_labels = concat field_labels_s
 189             arg_stricts = [str | (ns, bty) <- fields,
 190                                   let str = getBangStrictness bty,
 191                                   n <- ns               -- One for each.  E.g   x,y,z :: !Int
 192                           ]
 193         in
 194         mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts
 195                     (map fieldLabelType field_labels) field_labels
 196
 197     tc_field ((field_label_names, bty), tag)
 198       = tcHsSigType (getBangType bty)   `thenTc` \ field_ty ->
 199         returnTc [mkFieldLabel (getName name) tycon field_ty tag | name <- field_label_names]
 200
 201     mk_data_con ex_tyvars ex_theta arg_stricts arg_tys fields
 202       = let
 203            data_con = mkDataCon name arg_stricts fields
 204                            tyvars (thinContext arg_tys ctxt)
 205                            ex_tyvars ex_theta
 206                            arg_tys
 207                            tycon data_con_id data_con_wrap_id
 208
 209            data_con_id      = mkDataConId wkr_name data_con
 210            data_con_wrap_id = mkDataConWrapId data_con
 211         in
 212         returnNF_Tc data_con
 213
 214 -- The context for a data constructor should be limited to
 215 -- the type variables mentioned in the arg_tys
 216 thinContext arg_tys ctxt
 217   = filter in_arg_tys ctxt
 218   where
 219       arg_tyvars = tyVarsOfTypes arg_tys
 220       in_arg_tys (clas,tys) = not $ isEmptyVarSet $
 221                               tyVarsOfTypes tys `intersectVarSet` arg_tyvars
 222
 223 getBangStrictness (Banged   _) = markedStrict
 224 getBangStrictness (Unbanged _) = notMarkedStrict
 225 getBangStrictness (Unpacked _) = markedUnboxed
 226 \end{code}
 227
 228
 229
 230 %************************************************************************
 231 %*                                                                      *
 232 \subsection{Generating constructor/selector bindings for data declarations}
 233 %*                                                                      *
 234 %************************************************************************
 235
 236 \begin{code}
 237 mkImplicitDataBinds :: [TyCon] -> TcM s ([Id], TcMonoBinds)
 238 mkImplicitDataBinds [] = returnTc ([], EmptyMonoBinds)
 239 mkImplicitDataBinds (tycon : tycons)
 240   | isSynTyCon tycon = mkImplicitDataBinds tycons
 241   | otherwise        = mkImplicitDataBinds_one tycon    `thenTc` \ (ids1, b1) ->
 242                        mkImplicitDataBinds tycons       `thenTc` \ (ids2, b2) ->
 243                        returnTc (ids1++ids2, b1 `AndMonoBinds` b2)
 244
 245 mkImplicitDataBinds_one tycon
 246   = mapTc (mkRecordSelector tycon) groups       `thenTc` \ sel_ids ->
 247     let
 248         unf_ids = sel_ids ++ data_con_wrapper_ids
 249         all_ids = map dataConId data_cons ++ unf_ids
 250
 251         -- For the locally-defined things
 252         -- we need to turn the unfoldings inside the selector Ids into bindings,
 253         -- and build bindigns for the constructor wrappers
 254         binds | isLocallyDefined tycon = idsToMonoBinds unf_ids
 255               | otherwise              = EmptyMonoBinds
 256     in
 257     returnTc (all_ids, binds)
 258   where
 259     data_cons = tyConDataConsIfAvailable tycon
 260         -- Abstract types mean we don't bring the
 261         -- data cons into scope, which should be fine
 262
 263     data_con_wrapper_ids = map dataConWrapId data_cons
 264
 265     fields = [ (con, field) | con   <- data_cons,
 266                               field <- dataConFieldLabels con
 267              ]
 268
 269         -- groups is list of fields that share a common name
 270     groups = equivClasses cmp_name fields
 271     cmp_name (_, field1) (_, field2)
 272         = fieldLabelName field1 `compare` fieldLabelName field2
 273 \end{code}
 274
 275 \begin{code}
 276 mkRecordSelector tycon fields@((first_con, first_field_label) : other_fields)
 277                 -- These fields all have the same name, but are from
 278                 -- different constructors in the data type
 279         -- Check that all the fields in the group have the same type
 280         -- This check assumes that all the constructors of a given
 281         -- data type use the same type variables
 282   = checkTc (all (== field_ty) other_tys)
 283             (fieldTypeMisMatch field_name)      `thenTc_`
 284     tcLookupValueByKey unpackCStringIdKey       `thenTc` \ unpack_id ->
 285     tcLookupValueByKey unpackCStringUtf8IdKey   `thenTc` \ unpackUtf8_id ->
 286     returnTc (mkRecordSelId tycon first_field_label unpack_id unpackUtf8_id)
 287   where
 288     field_ty   = fieldLabelType first_field_label
 289     field_name = fieldLabelName first_field_label
 290     other_tys  = [fieldLabelType fl | (_, fl) <- other_fields]
 291 \end{code}
 292
 293
 294 Errors and contexts
 295 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 296 \begin{code}
 297 fieldTypeMisMatch field_name
 298   = sep [ptext SLIT("Declared types differ for field"), quotes (ppr field_name)]
 299
 300 exRecConErr name
 301   = ptext SLIT("Can't combine named fields with locally-quantified type variables")
 302     $$
 303     (ptext SLIT("In the declaration of data constructor") <+> ppr name)
 304 \end{code}