Properly ppr InstEqs in wanteds of implication constraints
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / Inst.lhs
index 962e4e0..da80df4 100644 (file)
@@ -6,6 +6,13 @@
 The @Inst@ type: dictionaries or method instances
 
 \begin{code}
+{-# OPTIONS -w #-}
+-- The above warning supression flag is a temporary kludge.
+-- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
+-- any warnings in the module. See
+--     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
+-- for details
+
 module Inst ( 
        Inst, 
 
@@ -29,20 +36,29 @@ module Inst (
        lookupSimpleInst, LookupInstResult(..), 
        tcExtendLocalInstEnv, tcGetInstEnvs, getOverlapFlag,
 
+       isAbstractableInst, isEqInst,
        isDict, isClassDict, isMethod, isImplicInst,
        isIPDict, isInheritableInst, isMethodOrLit,
        isTyVarDict, isMethodFor, 
 
        zonkInst, zonkInsts,
-       instToId, instToVar, instName,
+       instToId, instToVar, instType, instName, instToDictBind,
+       addInstToDictBind,
+
+       InstOrigin(..), InstLoc, pprInstLoc,
 
-       InstOrigin(..), InstLoc, pprInstLoc
+       mkWantedCo, mkGivenCo,
+       fromWantedCo, fromGivenCo,
+       eitherEqInst, mkEqInst, mkEqInsts, mkWantedEqInst,
+       finalizeEqInst, writeWantedCoercion,
+       eqInstType, updateEqInstCoercion,
+       eqInstCoercion, eqInstTys
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcPolyExpr )
-import {-# SOURCE #-}  TcUnify( unifyType )
+import {-# SOURCE #-}  TcUnify( boxyUnify, unifyType )
 
 import FastString(FastString)
 import HsSyn
@@ -54,6 +70,8 @@ import FunDeps
 import TcMType
 import TcType
 import Type
+import TypeRep
+import Class
 import Unify
 import Module
 import Coercion
@@ -73,9 +91,15 @@ import PrelNames
 import BasicTypes
 import SrcLoc
 import DynFlags
+import Bag
 import Maybes
 import Util
 import Outputable
+import Data.List
+import TypeRep
+import Class
+
+import Control.Monad ( liftM )
 \end{code}
 
 
@@ -83,10 +107,12 @@ Selection
 ~~~~~~~~~
 \begin{code}
 instName :: Inst -> Name
+instName (EqInst {tci_name = name}) = name
 instName inst = Var.varName (instToVar inst)
 
 instToId :: Inst -> TcId
-instToId inst = ASSERT2( isId id, ppr inst ) id 
+instToId inst = WARN( not (isId id), ppr inst ) 
+             id 
              where
                id = instToVar inst
 
@@ -101,25 +127,33 @@ instToVar (Dict {tci_name = nm, tci_pred = pred})
 instToVar (ImplicInst {tci_name = nm, tci_tyvars = tvs, tci_given = givens,
                       tci_wanted = wanteds})
   = mkLocalId nm (mkImplicTy tvs givens wanteds)
+instToVar i@(EqInst {})
+  = eitherEqInst i id (\(TyVarTy covar) -> covar)
 
 instType :: Inst -> Type
-instType (LitInst {tci_ty = ty}) = ty
-instType (Method {tci_id = id}) = idType id
+instType (LitInst {tci_ty = ty})  = ty
+instType (Method {tci_id = id})   = idType id
 instType (Dict {tci_pred = pred}) = mkPredTy pred
 instType imp@(ImplicInst {})      = mkImplicTy (tci_tyvars imp) (tci_given imp)        
                                               (tci_wanted imp)
+-- instType i@(EqInst {tci_co = co}) = eitherEqInst i TyVarTy id
+instType (EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2}) = mkPredTy (EqPred ty1 ty2)
 
 mkImplicTy tvs givens wanteds  -- The type of an implication constraint
-  = ASSERT( all isDict givens )
+  = ASSERT( all isAbstractableInst givens )
     -- pprTrace "mkImplicTy" (ppr givens) $
-    mkForAllTys tvs $ 
-    mkPhiTy (map dictPred givens) $
-    if isSingleton wanteds then
-       instType (head wanteds) 
-    else
-       mkTupleTy Boxed (length wanteds) (map instType wanteds)
+    -- See [Equational Constraints in Implication Constraints]
+    let dict_wanteds = filter (not . isEqInst) wanteds
+    in 
+      mkForAllTys tvs $ 
+      mkPhiTy (map dictPred givens) $
+      if isSingleton dict_wanteds then
+       instType (head dict_wanteds) 
+      else
+       mkTupleTy Boxed (length dict_wanteds) (map instType dict_wanteds)
 
 dictPred (Dict {tci_pred = pred}) = pred
+dictPred (EqInst {tci_left=ty1,tci_right=ty2}) = EqPred ty1 ty2
 dictPred inst                    = pprPanic "dictPred" (ppr inst)
 
 getDictClassTys (Dict {tci_pred = pred}) = getClassPredTys pred
@@ -136,6 +170,7 @@ fdPredsOfInst (Method {tci_theta = theta})   = theta
 fdPredsOfInst (ImplicInst {tci_given = gs, 
                           tci_wanted = ws}) = fdPredsOfInsts (gs ++ ws)
 fdPredsOfInst (LitInst {})                  = []
+fdPredsOfInst (EqInst {})                   = []
 
 fdPredsOfInsts :: [Inst] -> [PredType]
 fdPredsOfInsts insts = concatMap fdPredsOfInst insts
@@ -169,14 +204,32 @@ tyVarsOfInst (ImplicInst {tci_tyvars = tvs, tci_given = givens, tci_wanted = wan
     `minusVarSet` mkVarSet tvs
     `unionVarSet` unionVarSets (map varTypeTyVars tvs)
                -- Remember the free tyvars of a coercion
+tyVarsOfInst (EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2}) = tyVarsOfType ty1 `unionVarSet` tyVarsOfType ty2
 
 tyVarsOfInsts insts = foldr (unionVarSet . tyVarsOfInst) emptyVarSet insts
 tyVarsOfLIE   lie   = tyVarsOfInsts (lieToList lie)
+
+
+--------------------------
+instToDictBind :: Inst -> LHsExpr TcId -> TcDictBinds
+instToDictBind inst rhs 
+  = unitBag (L (instSpan inst) (VarBind (instToId inst) rhs))
+
+addInstToDictBind :: TcDictBinds -> Inst -> LHsExpr TcId -> TcDictBinds
+addInstToDictBind binds inst rhs = binds `unionBags` instToDictBind inst rhs
 \end{code}
 
 Predicates
 ~~~~~~~~~~
 \begin{code}
+
+isAbstractableInst :: Inst -> Bool
+isAbstractableInst inst = isDict inst || isEqInst inst
+
+isEqInst :: Inst -> Bool
+isEqInst (EqInst {}) = True
+isEqInst other       = False
+
 isDict :: Inst -> Bool
 isDict (Dict {}) = True
 isDict other    = False
@@ -231,6 +284,15 @@ newDictBndrs :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM [Inst]
 newDictBndrs inst_loc theta = mapM (newDictBndr inst_loc) theta
 
 newDictBndr :: InstLoc -> TcPredType -> TcM Inst
+newDictBndr inst_loc pred@(EqPred ty1 ty2)
+  = do { uniq <- newUnique 
+       ; let name = mkPredName uniq inst_loc pred 
+       ; return (EqInst {tci_name  = name, 
+                         tci_loc   = inst_loc, 
+                         tci_left  = ty1, 
+                         tci_right = ty2, 
+                         tci_co    = mkGivenCo $ TyVarTy (Var.mkCoVar name (PredTy pred))})
+       }
 newDictBndr inst_loc pred
   = do         { uniq <- newUnique 
        ; let name = mkPredName uniq inst_loc pred 
@@ -242,12 +304,11 @@ instCall :: InstOrigin -> [TcType] -> TcThetaType -> TcM HsWrapper
 --     (instCall o tys theta)
 -- (a) Makes fresh dictionaries as necessary for the constraints (theta)
 -- (b) Throws these dictionaries into the LIE
--- (c) Eeturns an HsWrapper ([.] tys dicts)
+-- (c) Returns an HsWrapper ([.] tys dicts)
 
 instCall orig tys theta 
   = do { loc <- getInstLoc orig
-       ; (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
-       ; extendLIEs dicts
+       ; dict_app <- instCallDicts loc theta
        ; return (dict_app <.> mkWpTyApps tys) }
 
 ----------------
@@ -256,35 +317,47 @@ instStupidTheta :: InstOrigin -> TcThetaType -> TcM ()
 -- Used exclusively for the 'stupid theta' of a data constructor
 instStupidTheta orig theta
   = do { loc <- getInstLoc orig
-       ; (dicts, _) <- instCallDicts loc theta
-       ; extendLIEs dicts }
+       ; _co <- instCallDicts loc theta        -- Discard the coercion
+       ; return () }
 
 ----------------
-instCallDicts :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM ([Inst], HsWrapper)
+instCallDicts :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM HsWrapper
+-- Instantiates the TcTheta, puts all constraints thereby generated
+-- into the LIE, and returns a HsWrapper to enclose the call site.
 -- This is the key place where equality predicates 
 -- are unleashed into the world
-instCallDicts loc [] = return ([], idHsWrapper)
+instCallDicts loc [] = return idHsWrapper
+
+-- instCallDicts loc (EqPred ty1 ty2 : preds)
+--   = do  { unifyType ty1 ty2 -- For now, we insist that they unify right away 
+--                             -- Later on, when we do associated types, 
+--                             -- unifyType :: Type -> Type -> TcM ([Inst], Coercion)
+--     ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
+--     ; return (dicts, co_fn <.> WpTyApp ty1) }
+--     -- We use type application to apply the function to the 
+--     -- coercion; here ty1 *is* the appropriate identity coercion
 
 instCallDicts loc (EqPred ty1 ty2 : preds)
-  = do  { unifyType ty1 ty2    -- For now, we insist that they unify right away 
-                               -- Later on, when we do associated types, 
-                               -- unifyType :: Type -> Type -> TcM ([Inst], Coercion)
-       ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
-       ; return (dicts, co_fn <.> WpTyApp ty1) }
-       -- We use type application to apply the function to the 
-       -- coercion; here ty1 *is* the appropriate identity coercion
+  = do  { traceTc (text "instCallDicts" <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
+       ; coi <- boxyUnify ty1 ty2
+--     ; coi <- unifyType ty1 ty2
+       ; let co = fromCoI coi ty1
+       ; co_fn <- instCallDicts loc preds
+       ; return (co_fn <.> WpTyApp co) }
 
 instCallDicts loc (pred : preds)
   = do { uniq <- newUnique
        ; let name = mkPredName uniq loc pred 
              dict = Dict {tci_name = name, tci_pred = pred, tci_loc = loc}
-       ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
-       ; return (dict:dicts, co_fn <.> WpApp (instToId dict)) }
+       ; extendLIE dict
+       ; co_fn <- instCallDicts loc preds
+       ; return (co_fn <.> WpApp (instToId dict)) }
 
 -------------
 cloneDict :: Inst -> TcM Inst
 cloneDict dict@(Dict nm ty loc) = do { uniq <- newUnique
                                     ; return (dict {tci_name = setNameUnique nm uniq}) }
+cloneDict eq@(EqInst {})       = return eq
 cloneDict other = pprPanic "cloneDict" (ppr other)
 
 -- For vanilla implicit parameters, there is only one in scope
@@ -481,6 +554,15 @@ zonkInst implic@(ImplicInst {})
        ; wanteds' <- zonkInsts (tci_wanted implic)
        ; return (implic {tci_given = givens',tci_wanted = wanteds'}) }
 
+zonkInst eqinst@(EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2})
+  = do { co' <- eitherEqInst eqinst 
+                 (\covar -> return (mkWantedCo covar)) 
+                 (\co    -> liftM mkGivenCo $ zonkTcType co)
+       ; ty1' <- zonkTcType ty1
+       ; ty2' <- zonkTcType ty2
+       ; return (eqinst {tci_co = co', tci_left= ty1', tci_right = ty2' })
+       }
+
 zonkInsts insts = mappM zonkInst insts
 \end{code}
 
@@ -516,16 +598,29 @@ pprInsts insts = brackets (interpp'SP insts)
 
 pprInst, pprInstInFull :: Inst -> SDoc
 -- Debugging: print the evidence :: type
+pprInst i@(EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2, tci_co = co}) 
+       = eitherEqInst i
+               (\covar -> text "Wanted" <+> ppr (TyVarTy covar) <+> dcolon <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
+               (\co    -> text "Given"  <+> ppr co              <+> dcolon <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
 pprInst inst = ppr (instName inst) <+> dcolon 
-               <+> (braces (ppr (instType inst)) $$
+               <+> (braces (ppr (instType inst) <> implicWantedEqs) $$
                     ifPprDebug implic_stuff)
   where
-    implic_stuff | isImplicInst inst = ppr (tci_reft inst)
-                | otherwise         = empty
+    (implic_stuff, implicWantedEqs) 
+      | isImplicInst inst = (ppr (tci_reft inst),
+                            text " &" <+> 
+                            ppr (filter isEqInst (tci_wanted inst)))
+      | otherwise        = (empty, empty)
 
+pprInstInFull inst@(EqInst {}) = pprInst inst
 pprInstInFull inst = sep [quotes (pprInst inst), nest 2 (pprInstArising inst)]
 
 tidyInst :: TidyEnv -> Inst -> Inst
+tidyInst env eq@(EqInst {tci_left = lty, tci_right = rty, tci_co = co}) =
+  eq { tci_left  = tidyType env lty
+     , tci_right = tidyType env rty
+     , tci_co    = either Left (Right . tidyType env) co
+     }
 tidyInst env lit@(LitInst {tci_ty = ty})   = lit {tci_ty = tidyType env ty}
 tidyInst env dict@(Dict {tci_pred = pred}) = dict {tci_pred = tidyPred env pred}
 tidyInst env meth@(Method {tci_tys = tys}) = meth {tci_tys = tidyTypes env tys}
@@ -617,8 +712,8 @@ addLocalInst home_ie ispec
 getOverlapFlag :: TcM OverlapFlag
 getOverlapFlag 
   = do         { dflags <- getDOpts
-       ; let overlap_ok    = dopt Opt_AllowOverlappingInstances dflags
-             incoherent_ok = dopt Opt_AllowIncoherentInstances  dflags
+       ; let overlap_ok    = dopt Opt_OverlappingInstances dflags
+             incoherent_ok = dopt Opt_IncoherentInstances  dflags
              overlap_flag | incoherent_ok = Incoherent
                           | overlap_ok    = OverlapOk
                           | otherwise     = NoOverlap
@@ -659,18 +754,20 @@ data LookupInstResult
   | GenInst [Inst] (LHsExpr TcId)      -- The expression and its needed insts
 
 lookupSimpleInst :: Inst -> TcM LookupInstResult
--- This is "simple" in tthat it returns NoInstance for implication constraints
+-- This is "simple" in that it returns NoInstance for implication constraints
 
 -- It's important that lookupInst does not put any new stuff into
 -- the LIE.  Instead, any Insts needed by the lookup are returned in
 -- the LookupInstResult, where they can be further processed by tcSimplify
 
+lookupSimpleInst (EqInst {}) = return NoInstance
+
 --------------------- Implications ------------------------
 lookupSimpleInst (ImplicInst {}) = return NoInstance
 
 --------------------- Methods ------------------------
 lookupSimpleInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta, tci_loc = loc})
-  = do { (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
+  = do { (dict_app, dicts) <- getLIE $ instCallDicts loc theta
        ; let co_fn = dict_app <.> mkWpTyApps tys
        ; return (GenInst dicts (L span $ HsWrap co_fn (HsVar id))) }
   where
@@ -683,7 +780,7 @@ lookupSimpleInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta, tci_lo
 -- [Same shortcut as in newOverloadedLit, but we
 --  may have done some unification by now]             
 
-lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIntegral i from_integer_name, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
+lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIntegral i from_integer_name _, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
   | Just expr <- shortCutIntLit i ty
   = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
   | otherwise
@@ -695,7 +792,7 @@ lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIntegral i from_integer_name, tci_ty = ty
                     (mkHsApp (L (instLocSpan loc)
                                 (HsVar (instToId method_inst))) integer_lit))
 
-lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsFractional f from_rat_name, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
+lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsFractional f from_rat_name _, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
   | Just expr <- shortCutFracLit f ty
   = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
 
@@ -707,7 +804,7 @@ lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsFractional f from_rat_name, tci_ty = ty,
     returnM (GenInst [method_inst] (mkHsApp (L (instLocSpan loc) 
                                               (HsVar (instToId method_inst))) rat_lit))
 
-lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIsString s from_string_name, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
+lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIsString s from_string_name _, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
   | Just expr <- shortCutStringLit s ty
   = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
   | otherwise
@@ -746,7 +843,7 @@ lookupSimpleInst (Dict {tci_pred = pred, tci_loc = loc})
     ; if null theta then
        returnM (GenInst [] (L src_loc $ HsWrap (mkWpTyApps tys) dfun))
       else do
-    { (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
+    { (dict_app, dicts) <- getLIE $ instCallDicts loc theta -- !!!
     ; let co_fn = dict_app <.> mkWpTyApps tys
     ; returnM (GenInst dicts (L src_loc $ HsWrap co_fn dfun))
     }}}}
@@ -875,3 +972,91 @@ syntaxNameCtxt name orig ty tidy_env
     in
     returnM (tidy_env, msg)
 \end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               EqInsts
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+mkGivenCo   :: Coercion -> Either TcTyVar Coercion
+mkGivenCo   =  Right
+
+mkWantedCo  :: TcTyVar  -> Either TcTyVar Coercion
+mkWantedCo  =  Left
+
+fromGivenCo :: Either TcTyVar Coercion -> Coercion
+fromGivenCo (Right co)          = co
+fromGivenCo _           = panic "fromGivenCo: not a wanted coercion"
+
+fromWantedCo :: String -> Either TcTyVar Coercion -> TcTyVar
+fromWantedCo _ (Left covar) = covar
+fromWantedCo msg _         = panic ("fromWantedCo: not a wanted coercion: " ++ msg)
+
+eitherEqInst :: Inst               -- given or wanted EqInst
+            -> (TcTyVar  -> a)     --  result if wanted
+            -> (Coercion -> a)     --  result if given
+            -> a               
+eitherEqInst (EqInst {tci_co = either_co}) withWanted withGiven
+       = case either_co of
+               Left  covar -> withWanted covar
+               Right co    -> withGiven  co
+
+mkEqInsts :: [PredType] -> [Either TcTyVar Coercion] -> TcM [Inst]
+mkEqInsts preds cos = zipWithM mkEqInst preds cos
+
+mkEqInst :: PredType -> Either TcTyVar Coercion -> TcM Inst
+mkEqInst (EqPred ty1 ty2) co
+       = do { uniq <- newUnique
+            ; src_span <- getSrcSpanM
+            ; err_ctxt <- getErrCtxt
+            ; let loc  = InstLoc EqOrigin src_span err_ctxt
+                  name = mkName uniq src_span
+                  inst = EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2, tci_co = co, tci_loc = loc, tci_name = name} 
+            ; return inst
+            }
+       where mkName uniq src_span = mkInternalName uniq (mkVarOcc "co") src_span
+
+mkWantedEqInst :: PredType -> TcM Inst
+mkWantedEqInst pred@(EqPred ty1 ty2)
+  = do { cotv <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; mkEqInst pred (Left cotv)
+       }
+
+-- type inference:
+--     We want to promote the wanted EqInst to a given EqInst
+--     in the signature context.
+--     This means we have to give the coercion a name
+--     and fill it in as its own name.
+finalizeEqInst 
+       :: Inst                 -- wanted
+       -> TcM Inst             -- given
+finalizeEqInst wanted@(EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2, tci_name = name})
+       = do { let var = Var.mkCoVar name (PredTy $ EqPred ty1 ty2)
+                    ; writeWantedCoercion wanted (TyVarTy var)
+            ; let given = wanted { tci_co = mkGivenCo $ TyVarTy var }
+            ; return given
+             }
+
+writeWantedCoercion 
+       :: Inst         -- wanted EqInst
+       -> Coercion     -- coercion to fill the hole with
+       -> TcM ()       
+writeWantedCoercion wanted co
+       = do { let cotv = fromWantedCo "writeWantedCoercion" $ tci_co wanted
+            ; writeMetaTyVar cotv co
+            }
+
+eqInstType :: Inst -> TcType
+eqInstType inst = eitherEqInst inst mkTyVarTy id
+
+eqInstCoercion :: Inst -> Either TcTyVar Coercion
+eqInstCoercion = tci_co
+
+eqInstTys :: Inst -> (TcType, TcType)
+eqInstTys inst = (tci_left inst, tci_right inst)
+
+updateEqInstCoercion :: (Either TcTyVar Coercion -> Either TcTyVar Coercion) -> Inst -> Inst
+updateEqInstCoercion f inst = inst {tci_co = f $ tci_co inst}
+\end{code}