Rename "language" varibles etc to "extension", and add --supported-extensions
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcDeriv.lhs
index d7c80c4..446bbdb 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 
@@ -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
@@ -350,8 +354,11 @@ renameDeriv is_boot gen_binds insts
                       | otherwise            = rm_dups (b:acc) bs
 
 
-    rn_inst_info (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = NewTypeDerived co })
-       = return (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = NewTypeDerived co }, emptyFVs)
+    rn_inst_info :: InstInfo RdrName -> TcM (InstInfo Name, FreeVars)
+    rn_inst_info info@(InstInfo { iBinds = NewTypeDerived coi tc })
+       = return ( info { iBinds = NewTypeDerived coi tc }
+                 , mkFVs (map dataConName (tyConDataCons tc)))
+         -- See Note [Newtype deriving and unused constructors]
 
     rn_inst_info (InstInfo { iSpec = inst, iBinds = VanillaInst binds sigs standalone_deriv })
        =       -- Bring the right type variables into 
@@ -362,8 +369,8 @@ renameDeriv is_boot gen_binds insts
              ; 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 -> [LTyClDecl Name] -> TcM (LHsBinds RdrName)
@@ -380,6 +387,25 @@ mkGenericBinds is_boot tycl_decls
                -- The predicate tyConHasGenerics finds both of these
 \end{code}
 
+Note [Newtype deriving and unused constructors]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider this (see Trac #1954):
+
+  module Bug(P) where
+  newtype P a = MkP (IO a) deriving Monad
+
+If you compile with -fwarn-unused-binds you do not expect the warning
+"Defined but not used: data consructor MkP". Yet the newtype deriving
+code does not explicitly mention MkP, but it should behave as if you
+had written
+  instance Monad P where
+     return x = MkP (return x)
+     ...etc...
+
+So we want to signal a user of the data constructor 'MkP'.  That's
+what we do in rn_inst_info, and it's the only reason we have the TyCon
+stored in NewTypeDerived.
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -410,10 +436,7 @@ makeDerivSpecs is_boot tycl_decls inst_decls deriv_decls
 
     all_tydata :: [(LHsType Name, LTyClDecl Name)]
        -- Derived predicate paired with its data type declaration
-    all_tydata = extractTyDataPreds tycl_decls ++
-                [ pd                -- Traverse assoc data families
-                 | L _ (InstDecl _ _ _ ats) <- inst_decls
-                , pd <- extractTyDataPreds ats ]
+    all_tydata = extractTyDataPreds (instDeclATs inst_decls ++ tycl_decls)
 
     deriv_locs = map (getLoc . snd) all_tydata
                 ++ map getLoc deriv_decls
@@ -436,8 +459,7 @@ 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
@@ -526,8 +548,8 @@ When there are no type families, it's quite easy:
     newtype S a = MkS [a]
     -- :CoS :: S  ~ [] -- Eta-reduced
 
-    instance Eq [a] => Eq (S a)        -- by coercion sym (Eq (coMkS a)) : Eq [a] ~ Eq (S a)
-    instance Monad [] => Monad S       -- by coercion sym (Monad coMkS)  : Monad [] ~ Monad S 
+    instance Eq [a] => Eq (S a)        -- by coercion sym (Eq (:CoS a)) : Eq [a] ~ Eq (S a)
+    instance Monad [] => Monad S       -- by coercion sym (Monad :CoS)  : Monad [] ~ Monad S 
 
 When type familes are involved it's trickier:
 
@@ -549,7 +571,7 @@ 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
@@ -584,7 +606,7 @@ 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}
 
@@ -643,28 +665,28 @@ 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
-  | isJust mtheta = go_for_it  -- Do not test side conditions for standalone deriving
-  | otherwise     = case checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tc of
-                     -- NB: pass the *representation* tycon to checkSideConditions
-                     CanDerive               -> go_for_it
-                     NonDerivableClass       -> bale_out (nonStdErr cls)
-                     DerivableClassError msg -> bale_out msg
+  = case checkSideConditions dflags mtheta cls cls_tys rep_tc of
+       -- NB: pass the *representation* tycon to checkSideConditions
+       CanDerive               -> go_for_it
+       NonDerivableClass       -> bale_out (nonStdErr cls)
+       DerivableClassError msg -> bale_out msg
   where
     go_for_it    = mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
-    bale_out msg = failWithTc (derivingThingErr cls cls_tys (mkTyConApp tycon tc_args) msg)
+    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
@@ -718,7 +740,7 @@ inferConstraints :: [TyVar] -> Class -> [TcType] -> TyCon -> [TcType] -> ThetaTy
 -- Generate a sufficiently large set of constraints that typechecking the
 -- generated method definitions should succeed.   This set will be simplified
 -- before being used in the instance declaration
-inferConstraints tvs cls inst_tys rep_tc rep_tc_args
+inferConstraints _ cls inst_tys rep_tc rep_tc_args
   = ASSERT2( equalLength rep_tc_tvs all_rep_tc_args, ppr cls <+> ppr rep_tc )
     stupid_constraints ++ extra_constraints
     ++ sc_constraints ++ con_arg_constraints
@@ -759,15 +781,20 @@ inferConstraints tvs cls inst_tys rep_tc rep_tc_args
     stupid_constraints = substTheta subst (tyConStupidTheta rep_tc)
     subst = zipTopTvSubst rep_tc_tvs all_rep_tc_args
              
-       -- Extra constraints
+       -- Extra Data constraints
        -- The Data class (only) requires that for 
-       --    instance (...) => Data (T a b) 
-       -- then (Data a, Data b) are among the (...) constraints
-       -- Reason: that's what you need to typecheck the method
-       --             dataCast1 f = gcast1 f
+       --    instance (...) => Data (T t1 t2) 
+       -- IF   t1:*, t2:*
+       -- THEN (Data t1, Data t2) are among the (...) constraints
+       -- Reason: when the IF holds, we generate a method
+       --             dataCast2 f = gcast2 f
+       --         and we need the Data constraints to typecheck the method
     extra_constraints 
-      | cls `hasKey` dataClassKey = [mkClassPred cls [mkTyVarTy tv] | tv <- tvs]
-      | otherwise                = []
+      | cls `hasKey` dataClassKey
+      , all (isLiftedTypeKind . typeKind) rep_tc_args 
+      = [mkClassPred cls [ty] | ty <- rep_tc_args]
+      | otherwise 
+      = []
 
 ------------------------------------------------------------------
 -- Check side conditions that dis-allow derivability for particular classes
@@ -781,12 +808,14 @@ 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
@@ -795,8 +824,8 @@ 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
@@ -816,6 +845,7 @@ 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
@@ -838,15 +868,19 @@ 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
 
@@ -943,7 +977,7 @@ cond_functorOK allowFunctions (dflags, rep_tc)
     functions  = ptext (sLit "contains function types")
     wrong_arg  = ptext (sLit "uses the type variable in an argument other than the last")
 
-checkFlag :: DynFlag -> Condition
+checkFlag :: ExtensionFlag -> Condition
 checkFlag flag (dflags, _)
   | dopt flag dflags = Nothing
   | otherwise        = Just why
@@ -955,13 +989,25 @@ 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
@@ -1007,7 +1053,7 @@ 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
@@ -1025,21 +1071,23 @@ mkNewTypeEqn orig dflags tvs
        ; return (if isJust mtheta then Right spec
                                   else Left spec) }
 
-  | isJust mtheta = go_for_it  -- Do not check side conditions for standalone deriving
   | otherwise
-  = case checkSideConditions dflags cls cls_tys rep_tycon of
-      CanDerive               -> go_for_it     -- 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
         go_for_it        = mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tycon rep_tc_args mtheta
-       bale_out msg     = failWithTc (derivingThingErr cls cls_tys inst_ty msg)
+       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, ...)
@@ -1123,10 +1171,6 @@ 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
@@ -1146,10 +1190,9 @@ 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")
@@ -1254,6 +1297,7 @@ inferInstanceContexts oflag infer_specs
                 weird_preds = [pred | pred <- theta, not (tyVarsOfPred pred `subVarSet` tv_set)]  
           ; mapM_ (addErrTc . badDerivedPred) weird_preds      
 
+           ; traceTc (text "TcDeriv" <+> (ppr deriv_rhs $$ ppr theta))
                -- Claim: the result instance declaration is guaranteed valid
                -- Hence no need to call:
                --   checkValidInstance tyvars theta clas inst_tys
@@ -1356,7 +1400,7 @@ genInst :: Bool   -- True <=> standalone deriving
 genInst standalone_deriv oflag spec
   | ds_newtype spec
   = return (InstInfo { iSpec  = mkInstance oflag (ds_theta spec) spec
-                    , iBinds = NewTypeDerived co }, [])
+                    , iBinds = NewTypeDerived co rep_tycon }, [])
 
   | otherwise
   = do { let loc  = getSrcSpan (ds_name spec)
@@ -1440,12 +1484,15 @@ 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