Refactor part of the renamer to fix Trac #3901
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcDeriv.lhs
index e121cc6..3bf030d 100644 (file)
@@ -92,6 +92,10 @@ data DerivSpec  = DS { ds_loc     :: SrcSpan
        -- ds_newtype = True  <=> Newtype deriving
        --              False <=> Vanilla deriving
 
+type DerivContext = Maybe ThetaType
+   -- Nothing   <=> Vanilla deriving; infer the context of the instance decl
+   -- Just theta <=> Standalone deriving: context supplied by programmer
+
 type EarlyDerivSpec = Either DerivSpec DerivSpec
        -- Left  ds => the context for the instance should be inferred
        --             In this case ds_theta is the list of all the 
@@ -288,15 +292,15 @@ tcDeriving tycl_decls inst_decls deriv_decls
 
        ; overlap_flag <- getOverlapFlag
        ; let (infer_specs, given_specs) = splitEithers early_specs
-       ; insts1 <- mapM (genInst overlap_flag) given_specs
+       ; insts1 <- mapM (genInst True overlap_flag) given_specs
 
        ; final_specs <- extendLocalInstEnv (map (iSpec . fst) insts1) $
                         inferInstanceContexts overlap_flag infer_specs
 
-       ; insts2 <- mapM (genInst overlap_flag) final_specs
+       ; insts2 <- mapM (genInst False overlap_flag) final_specs
 
                 -- Generate the generic to/from functions from each type declaration
-       ; gen_binds <- mkGenericBinds is_boot
+       ; gen_binds <- mkGenericBinds is_boot tycl_decls
        ; (inst_info, rn_binds, rn_dus) <- renameDeriv is_boot gen_binds (insts1 ++ insts2)
 
        ; dflags <- getDOpts
@@ -333,7 +337,7 @@ renameDeriv is_boot gen_binds insts
        ; let aux_binds = listToBag $ map (genAuxBind loc) $ 
                          rm_dups [] $ concat deriv_aux_binds
        ; rn_aux_lhs <- rnTopBindsLHS emptyFsEnv (ValBindsIn aux_binds [])
-       ; let aux_names = map unLoc (collectHsValBinders rn_aux_lhs)
+       ; let aux_names = collectHsValBinders rn_aux_lhs
 
        ; bindLocalNames aux_names $ 
     do { (rn_aux, dus_aux) <- rnTopBindsRHS (mkNameSet aux_names) rn_aux_lhs
@@ -353,27 +357,28 @@ renameDeriv is_boot gen_binds insts
     rn_inst_info (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = NewTypeDerived co })
        = return (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = NewTypeDerived co }, emptyFVs)
 
-    rn_inst_info (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = VanillaInst binds sigs })
+    rn_inst_info (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = VanillaInst binds sigs standalone_deriv })
        =       -- Bring the right type variables into 
                -- scope (yuk), and rename the method binds
           ASSERT( null sigs )
           bindLocalNames (map Var.varName tyvars) $
           do { (rn_binds, fvs) <- rnMethodBinds clas_nm (\_ -> []) [] binds
-             ; return (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = VanillaInst rn_binds [] }, fvs) }
+             ; let binds' = VanillaInst rn_binds [] standalone_deriv
+             ; return (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = binds' }, fvs) }
        where
-         (tyvars,_,clas,_) = instanceHead inst
-         clas_nm           = className clas
+         (tyvars,_, clas,_) = instanceHead inst
+         clas_nm            = className clas
 
 -----------------------------------------
-mkGenericBinds :: Bool -> TcM (LHsBinds RdrName)
-mkGenericBinds is_boot
+mkGenericBinds :: Bool -> [LTyClDecl Name] -> TcM (LHsBinds RdrName)
+mkGenericBinds is_boot tycl_decls
   | is_boot 
   = return emptyBag
   | otherwise
-  = do { gbl_env <- getGblEnv
-       ; let tcs = typeEnvTyCons (tcg_type_env gbl_env)
-       ; return (unionManyBags [ mkTyConGenericBinds tc | 
-                                 tc <- tcs, tyConHasGenerics tc ]) }
+  = do { tcs <- mapM tcLookupTyCon [ tcdName d 
+                                   | L _ d <- tycl_decls, isDataDecl d ]
+       ; return (unionManyBags [ mkTyConGenericBinds tc
+                               | tc <- tcs, tyConHasGenerics tc ]) }
                -- We are only interested in the data type declarations,
                -- and then only in the ones whose 'has-generics' flag is on
                -- The predicate tyConHasGenerics finds both of these
@@ -435,8 +440,7 @@ deriveStandalone (L loc (DerivDecl deriv_ty))
               <+> text "tvs:" <+> ppr tvs
               <+> text "theta:" <+> ppr theta
               <+> text "tau:" <+> ppr tau)
-       ; (cls, inst_tys) <- checkValidInstHead tau
-       ; checkValidInstance tvs theta cls inst_tys
+       ; (cls, inst_tys) <- checkValidInstance deriv_ty tvs theta tau
                -- C.f. TcInstDcls.tcLocalInstDecl1
 
        ; let cls_tys = take (length inst_tys - 1) inst_tys
@@ -548,7 +552,7 @@ After all, we can write it out
 
 \begin{code}
 mkEqnHelp :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class -> [Type] -> Type
-          -> Maybe ThetaType   -- Just    => context supplied (standalone deriving)
+          -> DerivContext      -- Just    => context supplied (standalone deriving)
                                -- Nothing => context inferred (deriving on data decl)
           -> TcRn EarlyDerivSpec
 -- Make the EarlyDerivSpec for an instance
@@ -583,7 +587,7 @@ mkEqnHelp orig tvs cls cls_tys tc_app mtheta
                mkNewTypeEqn orig dflags tvs cls cls_tys 
                             tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta }
   | otherwise
-  = failWithTc (derivingThingErr cls cls_tys tc_app
+  = failWithTc (derivingThingErr False cls cls_tys tc_app
               (ptext (sLit "The last argument of the instance must be a data or newtype application")))
 \end{code}
 
@@ -642,26 +646,28 @@ mkDataTypeEqn :: InstOrigin
               -> [Var]                  -- Universally quantified type variables in the instance
               -> Class                  -- Class for which we need to derive an instance
               -> [Type]                 -- Other parameters to the class except the last
-              -> TyCon                  -- Type constructor for which the instance is requested (last parameter to the type class)
+              -> TyCon                  -- Type constructor for which the instance is requested 
+                                       --    (last parameter to the type class)
               -> [Type]                 -- Parameters to the type constructor
               -> TyCon                  -- rep of the above (for type families)
               -> [Type]                 -- rep of the above
-              -> Maybe ThetaType        -- Context of the instance, for standalone deriving
+              -> DerivContext        -- Context of the instance, for standalone deriving
               -> TcRn EarlyDerivSpec    -- Return 'Nothing' if error
 
 mkDataTypeEqn orig dflags tvs cls cls_tys
               tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
-  = case checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tc of
+  = case checkSideConditions dflags mtheta cls cls_tys rep_tc of
        -- NB: pass the *representation* tycon to checkSideConditions
-       CanDerive -> mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
+       CanDerive               -> go_for_it
        NonDerivableClass       -> bale_out (nonStdErr cls)
        DerivableClassError msg -> bale_out msg
   where
-    bale_out msg = failWithTc (derivingThingErr cls cls_tys (mkTyConApp tycon tc_args) msg)
+    go_for_it    = mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
+    bale_out msg = failWithTc (derivingThingErr False cls cls_tys (mkTyConApp tycon tc_args) msg)
 
 mk_data_eqn, mk_typeable_eqn
    :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class 
-   -> TyCon -> [TcType] -> TyCon -> [TcType] -> Maybe ThetaType
+   -> TyCon -> [TcType] -> TyCon -> [TcType] -> DerivContext
    -> TcM EarlyDerivSpec
 mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
   | getName cls `elem` typeableClassNames
@@ -778,12 +784,14 @@ data DerivStatus = CanDerive
                 | DerivableClassError SDoc     -- Standard class, but can't do it
                 | NonDerivableClass            -- Non-standard class
 
-checkSideConditions :: DynFlags -> Class -> [TcType] -> TyCon -> DerivStatus
-checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tc
-  | Just cond <- sideConditions cls
+checkSideConditions :: DynFlags -> DerivContext -> Class -> [TcType] -> TyCon -> DerivStatus
+checkSideConditions dflags mtheta cls cls_tys rep_tc
+  | Just cond <- sideConditions mtheta cls
   = case (cond (dflags, rep_tc)) of
        Just err -> DerivableClassError err     -- Class-specific error
-       Nothing  | null cls_tys -> CanDerive
+       Nothing  | null cls_tys -> CanDerive    -- All derivable classes are unary, so
+                                               -- cls_tys (the type args other than last) 
+                                               -- should be null
                 | otherwise    -> DerivableClassError ty_args_why      -- e.g. deriving( Eq s )
   | otherwise = NonDerivableClass      -- Not a standard class
   where
@@ -792,8 +800,8 @@ checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tc
 nonStdErr :: Class -> SDoc
 nonStdErr cls = quotes (ppr cls) <+> ptext (sLit "is not a derivable class")
 
-sideConditions :: Class -> Maybe Condition
-sideConditions cls
+sideConditions :: DerivContext -> Class -> Maybe Condition
+sideConditions mtheta cls
   | cls_key == eqClassKey                 = Just cond_std
   | cls_key == ordClassKey                = Just cond_std
   | cls_key == showClassKey               = Just cond_std
@@ -813,6 +821,7 @@ sideConditions cls
   | otherwise = Nothing
   where
     cls_key = getUnique cls
+    cond_std = cond_stdOK mtheta
 
 type Condition = (DynFlags, TyCon) -> Maybe SDoc
        -- first Bool is whether or not we are allowed to derive Data and Typeable
@@ -835,15 +844,19 @@ andCond c1 c2 tc = case c1 tc of
                     Nothing -> c2 tc   -- c1 succeeds
                     Just x  -> Just x  -- c1 fails
 
-cond_std :: Condition
-cond_std (_, rep_tc)
-  | null data_cons      = Just no_cons_why
-  | not (null con_whys) = Just (vcat con_whys)
+cond_stdOK :: DerivContext -> Condition
+cond_stdOK (Just _) _
+  = Nothing    -- Don't check these conservative conditions for
+               -- standalone deriving; just generate the code
+cond_stdOK Nothing (_, rep_tc)
+  | null data_cons      = Just (no_cons_why $$ suggestion)
+  | not (null con_whys) = Just (vcat con_whys $$ suggestion)
   | otherwise          = Nothing
   where
-    data_cons       = tyConDataCons rep_tc
-    no_cons_why            = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-                     ptext (sLit "has no data constructors")
+    suggestion  = ptext (sLit "Possible fix: use a standalone deriving declaration instead")
+    data_cons   = tyConDataCons rep_tc
+    no_cons_why        = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
+                 ptext (sLit "has no data constructors")
 
     con_whys = mapCatMaybes check_con data_cons
 
@@ -952,13 +965,25 @@ checkFlag flag (dflags, _)
                  other -> pprPanic "checkFlag" (ppr other)
 
 std_class_via_iso :: Class -> Bool
-std_class_via_iso clas -- These standard classes can be derived for a newtype
-                       -- using the isomorphism trick *even if no -fglasgow-exts*
+-- These standard classes can be derived for a newtype
+-- using the isomorphism trick *even if no -XGeneralizedNewtypeDeriving
+-- because giving so gives the same results as generating the boilerplate
+std_class_via_iso clas 
   = classKey clas `elem` [eqClassKey, ordClassKey, ixClassKey, boundedClassKey]
        -- Not Read/Show because they respect the type
        -- Not Enum, because newtypes are never in Enum
 
 
+non_iso_class :: Class -> Bool
+-- *Never* derive Read,Show,Typeable,Data by isomorphism,
+-- even with -XGeneralizedNewtypeDeriving
+non_iso_class cls 
+  = classKey cls `elem` ([readClassKey, showClassKey, dataClassKey] ++
+                        typeableClassKeys)
+
+typeableClassKeys :: [Unique]
+typeableClassKeys = map getUnique typeableClassNames
+
 new_dfun_name :: Class -> TyCon -> TcM Name
 new_dfun_name clas tycon       -- Just a simple wrapper
   = do { loc <- getSrcSpanM    -- The location of the instance decl, not of the tycon
@@ -1004,7 +1029,7 @@ a context for the Data instances:
 \begin{code}
 mkNewTypeEqn :: InstOrigin -> DynFlags -> [Var] -> Class
              -> [Type] -> TyCon -> [Type] -> TyCon -> [Type]
-             -> Maybe ThetaType
+             -> DerivContext
              -> TcRn EarlyDerivSpec
 mkNewTypeEqn orig dflags tvs
              cls cls_tys tycon tc_args rep_tycon rep_tc_args mtheta
@@ -1023,20 +1048,22 @@ mkNewTypeEqn orig dflags tvs
                                   else Left spec) }
 
   | otherwise
-  = case check_conditions of
-      CanDerive -> mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tycon rep_tc_args mtheta
-                               -- Use the standard H98 method
-      DerivableClassError msg -> bale_out msg             -- Error with standard class
+  = case checkSideConditions dflags mtheta cls cls_tys rep_tycon of
+      CanDerive -> go_for_it   -- Use the standard H98 method
+      DerivableClassError msg  -- Error with standard class
+        | can_derive_via_isomorphism -> bale_out (msg $$ suggest_nd)
+        | otherwise                  -> bale_out msg
       NonDerivableClass        -- Must use newtype deriving
-       | newtype_deriving    -> bale_out cant_derive_err  -- Too hard, even with newtype deriving
-       | otherwise           -> bale_out non_std_err      -- Try newtype deriving!
+       | newtype_deriving           -> bale_out cant_derive_err  -- Too hard, even with newtype deriving
+        | can_derive_via_isomorphism -> bale_out (non_std $$ suggest_nd) -- Try newtype deriving!
+       | otherwise                  -> bale_out non_std
   where
         newtype_deriving = dopt Opt_GeneralizedNewtypeDeriving dflags
-       check_conditions = checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tycon
-       bale_out msg = failWithTc (derivingThingErr cls cls_tys inst_ty msg)
+        go_for_it        = mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tycon rep_tc_args mtheta
+       bale_out msg     = failWithTc (derivingThingErr newtype_deriving cls cls_tys inst_ty msg)
 
-       non_std_err = nonStdErr cls $$
-                     ptext (sLit "Try -XGeneralizedNewtypeDeriving for GHC's newtype-deriving extension")
+       non_std    = nonStdErr cls
+        suggest_nd = ptext (sLit "Try -XGeneralizedNewtypeDeriving for GHC's newtype-deriving extension")
 
        -- Here is the plan for newtype derivings.  We see
        --        newtype T a1...an = MkT (t ak+1...an) deriving (.., C s1 .. sm, ...)
@@ -1120,10 +1147,6 @@ mkNewTypeEqn orig dflags tvs
           && ats_ok
 --        && not (isRecursiveTyCon tycon)      -- Note [Recursive newtypes]
 
-               -- Never derive Read,Show,Typeable,Data by isomorphism
-       non_iso_class cls = className cls `elem` ([readClassName, showClassName, dataClassName] ++
-                                                 typeableClassNames)
-
        arity_ok = length cls_tys + 1 == classArity cls
                -- Well kinded; eg not: newtype T ... deriving( ST )
                --                      because ST needs *2* type params
@@ -1143,10 +1166,9 @@ mkNewTypeEqn orig dflags tvs
               -- so for 'data' instance decls
                                         
        cant_derive_err
-          = vcat [ ptext (sLit "even with cunning newtype deriving:")
-                 , if arity_ok then empty else arity_msg
-                 , if eta_ok then empty else eta_msg
-                 , if ats_ok then empty else ats_msg ]
+          = vcat [ ppUnless arity_ok arity_msg
+                 , ppUnless eta_ok eta_msg
+                 , ppUnless ats_ok ats_msg ]
         arity_msg = quotes (ppr (mkClassPred cls cls_tys)) <+> ptext (sLit "does not have arity 1")
        eta_msg   = ptext (sLit "cannot eta-reduce the representation type enough")
        ats_msg   = ptext (sLit "the class has associated types")
@@ -1347,26 +1369,25 @@ the renamer.  What a great hack!
 -- Representation tycons differ from the tycon in the instance signature in
 -- case of instances for indexed families.
 --
-genInst :: OverlapFlag -> DerivSpec -> TcM (InstInfo RdrName, DerivAuxBinds)
-genInst oflag spec
+genInst :: Bool        -- True <=> standalone deriving
+       -> OverlapFlag
+        -> DerivSpec -> TcM (InstInfo RdrName, DerivAuxBinds)
+genInst standalone_deriv oflag spec
   | ds_newtype spec
   = return (InstInfo { iSpec  = mkInstance oflag (ds_theta spec) spec
                     , iBinds = NewTypeDerived co }, [])
 
   | otherwise
-  = do { let loc        = getSrcSpan (ds_name spec)
-             inst       = mkInstance oflag (ds_theta spec) spec
-             clas       = ds_cls spec
+  = do { let loc  = getSrcSpan (ds_name spec)
+             inst = mkInstance oflag (ds_theta spec) spec
+             clas = ds_cls spec
 
           -- In case of a family instance, we need to use the representation
           -- tycon (after all, it has the data constructors)
        ; fix_env <- getFixityEnv
        ; let (meth_binds, aux_binds) = genDerivBinds loc fix_env clas rep_tycon
-
-       -- Build the InstInfo
-       ; return (InstInfo { iSpec = inst, 
-                            iBinds = VanillaInst meth_binds [] },
-                 aux_binds)
+             binds = VanillaInst meth_binds [] standalone_deriv
+       ; return (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = binds }, aux_binds)
         }
   where
     rep_tycon   = ds_tc spec
@@ -1385,6 +1406,7 @@ genInst oflag spec
 -- When dealing with the deriving clause
 --    co1 : N [(b,b)] ~ R1:N (b,b)
 --    co2 : R1:N (b,b) ~ Tree (b,b)
+--    co  : N [(b,b)] ~ Tree (b,b)
 
 genDerivBinds :: SrcSpan -> FixityEnv -> Class -> TyCon -> (LHsBinds RdrName, DerivAuxBinds)
 genDerivBinds loc fix_env clas tycon
@@ -1437,12 +1459,15 @@ typeFamilyPapErr tc cls cls_tys inst_ty
   = hang (ptext (sLit "Derived instance") <+> quotes (pprClassPred cls (cls_tys ++ [inst_ty])))
        2 (ptext (sLit "requires illegal partial application of data type family") <+> ppr tc) 
 
-derivingThingErr :: Class -> [Type] -> Type -> Message -> Message
-derivingThingErr clas tys ty why
-  = sep [hsep [ptext (sLit "Can't make a derived instance of"), 
-              quotes (ppr pred)],
-        nest 2 (parens why)]
+derivingThingErr :: Bool -> Class -> [Type] -> Type -> Message -> Message
+derivingThingErr newtype_deriving clas tys ty why
+  = sep [(hang (ptext (sLit "Can't make a derived instance of"))
+            2 (quotes (ppr pred)) 
+          $$ nest 2 extra) <> colon,
+        nest 2 why]
   where
+    extra | newtype_deriving = ptext (sLit "(even with cunning newtype deriving)")
+          | otherwise        = empty
     pred = mkClassPred clas (tys ++ [ty])
 
 derivingHiddenErr :: TyCon -> SDoc