Fix Trac #2334: validity checking for type families
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcDeriv.lhs
index 445a1f4..b1a2819 100644 (file)
@@ -46,6 +46,7 @@ import SrcLoc
 import Util
 import ListSetOps
 import Outputable
+import FastString
 import Bag
 \end{code}
 
@@ -265,7 +266,7 @@ tcDeriving  :: [LTyClDecl Name]  -- All type constructors
                    HsValBinds Name)    -- Extra generated top-level bindings
 
 tcDeriving tycl_decls inst_decls deriv_decls
-  = recoverM (returnM ([], emptyValBindsOut)) $
+  = recoverM (return ([], emptyValBindsOut)) $
     do {       -- Fish the "deriving"-related information out of the TcEnv
                -- And make the necessary "equations".
        ; early_specs <- makeDerivSpecs tycl_decls inst_decls deriv_decls
@@ -286,8 +287,8 @@ tcDeriving tycl_decls inst_decls deriv_decls
        ; let inst_info = insts1 ++ insts2
 
        ; dflags <- getDOpts
-       ; ioToTcRn (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Derived instances" 
-                  (ddump_deriving inst_info rn_binds))
+       ; liftIO (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Derived instances"
+                (ddump_deriving inst_info rn_binds))
 
        ; return (inst_info, rn_binds) }
   where
@@ -431,11 +432,22 @@ mkEqnHelp :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class -> [Type] -> Type
           -> TcRn (Maybe EarlyDerivSpec)
 mkEqnHelp orig tvs cls cls_tys tc_app mtheta
   | Just (tycon, tc_args) <- tcSplitTyConApp_maybe tc_app
-  = do { (rep_tc, rep_tc_args) <- tcLookupFamInstExact tycon tc_args
+  = do {
+       -- For standalone deriving (mtheta /= Nothing), 
+       -- check that all the data constructors are in scope
+       -- By this time we know that the thing is algebraic
+       --      because we've called checkInstHead in derivingStandalone
+         rdr_env <- getGlobalRdrEnv
+       ; let hidden_data_cons = filter not_in_scope (tyConDataCons tycon)
+             not_in_scope dc = null (lookupGRE_Name rdr_env (dataConName dc))
+       ; checkTc (isNothing mtheta || null hidden_data_cons) 
+                 (derivingHiddenErr tycon)
 
        ; mayDeriveDataTypeable <- doptM Opt_DeriveDataTypeable
        ; newtype_deriving <- doptM Opt_GeneralizedNewtypeDeriving
 
+       ; (rep_tc, rep_tc_args) <- tcLookupFamInstExact tycon tc_args
+
           -- Be careful to test rep_tc here: in the case of families, we want
           -- to check the instance tycon, not the family tycon
        ; if isDataTyCon rep_tc then
@@ -447,15 +459,35 @@ mkEqnHelp orig tvs cls cls_tys tc_app mtheta
                             tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta }
   | otherwise
   = baleOut (derivingThingErr cls cls_tys tc_app
-               (ptext SLIT("Last argument of the instance must be a type application")))
+               (ptext (sLit "Last argument of the instance must be a type application")))
 
 baleOut :: Message -> TcM (Maybe a)
 baleOut err = do { addErrTc err;  return Nothing }
 \end{code}
 
-Auxiliary lookup wrapper which requires that looked up family instances are
-not type instances.  If called with a vanilla tycon, the old type application
-is simply returned.
+Note [Looking up family instances for deriving]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+tcLookupFamInstExact is an auxiliary lookup wrapper which requires
+that looked-up family instances exist.  If called with a vanilla
+tycon, the old type application is simply returned.
+
+If we have
+  data instance F () = ... deriving Eq
+  data instance F () = ... deriving Eq
+then tcLookupFamInstExact will be confused by the two matches;
+but that can't happen because tcInstDecls1 doesn't call tcDeriving
+if there are any overlaps.
+
+There are two other things that might go wrong with the lookup.
+First, we might see a standalone deriving clause
+       deriving Eq (F ())
+when there is no data instance F () in scope. 
+
+Note that it's OK to have
+  data instance F [a] = ...
+  deriving Eq (F [(a,b)])
+where the match is not exact; the same holds for ordinary data types
+with standalone deriving declrations.
 
 \begin{code}
 tcLookupFamInstExact :: TyCon -> [Type] -> TcM (TyCon, [Type])
@@ -465,18 +497,14 @@ tcLookupFamInstExact tycon tys
   | otherwise
   = do { maybeFamInst <- tcLookupFamInst tycon tys
        ; case maybeFamInst of
-           Nothing                     -> famInstNotFound tycon tys False
-           Just famInst@(_, rep_tys)
-             | not variable_only_subst -> famInstNotFound tycon tys True
-             | otherwise               -> return famInst
-             where
-               tvs                 = map (Type.getTyVar 
-                                             "TcDeriv.tcLookupFamInstExact") 
-                                         rep_tys
-              variable_only_subst  = all Type.isTyVarTy rep_tys &&
-                                     sizeVarSet (mkVarSet tvs) == length tvs
-                                       -- renaming may have no repetitions
+           Nothing      -> famInstNotFound tycon tys
+           Just famInst -> return famInst
        }
+
+famInstNotFound :: TyCon -> [Type] -> TcM a
+famInstNotFound tycon tys 
+  = failWithTc (ptext (sLit "No family instance for")
+                       <+> quotes (pprTypeApp tycon (ppr tycon) tys))
 \end{code}
 
 
@@ -519,21 +547,24 @@ mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
                                dataConInstOrigArgTys data_con rep_tc_args,
                    not (isUnLiftedType arg_ty) ] -- No constraints for unlifted types?
 
+                       -- See Note [Superclasses of derived instance]
+             sc_constraints = substTheta (zipOpenTvSubst (classTyVars cls) inst_tys)
+                                         (classSCTheta cls)
+             inst_tys =  [mkTyConApp tycon tc_args]
+
              stupid_subst = zipTopTvSubst (tyConTyVars rep_tc) rep_tc_args
              stupid_constraints = substTheta stupid_subst (tyConStupidTheta rep_tc)
-             all_constraints = stupid_constraints ++ ordinary_constraints
-                        -- see Note [Data decl contexts] above
+             all_constraints = stupid_constraints ++ sc_constraints ++ ordinary_constraints
 
              spec = DS { ds_loc = loc, ds_orig = orig
                        , ds_name = dfun_name, ds_tvs = tvs 
-                       , ds_cls = cls, ds_tys = [mkTyConApp tycon tc_args]
+                       , ds_cls = cls, ds_tys = inst_tys
                        , ds_theta =  mtheta `orElse` all_constraints
                        , ds_newtype = False }
 
        ; return (if isJust mtheta then Just (Right spec)       -- Specified context
                                   else Just (Left spec)) }     -- Infer context
 
-
 mk_typeable_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc _rep_tc_args mtheta
        -- The Typeable class is special in several ways
        --        data T a b = ... deriving( Typeable )
@@ -546,13 +577,13 @@ mk_typeable_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc _rep_tc_args mtheta
        --      Typeable; it depends on the arity of the type
   | isNothing mtheta   -- deriving on a data type decl
   = do { checkTc (cls `hasKey` typeableClassKey)
-                 (ptext SLIT("Use deriving( Typeable ) on a data type declaration"))
+                 (ptext (sLit "Use deriving( Typeable ) on a data type declaration"))
        ; real_cls <- tcLookupClass (typeableClassNames !! tyConArity tycon)
        ; mk_typeable_eqn orig tvs real_cls tycon [] rep_tc [] (Just []) }
 
   | otherwise          -- standaone deriving
   = do { checkTc (null tc_args)
-                 (ptext SLIT("Derived typeable instance must be of form (Typeable") 
+                 (ptext (sLit "Derived typeable instance must be of form (Typeable") 
                        <> int (tyConArity tycon) <+> ppr tycon <> rparen)
        ; dfun_name <- new_dfun_name cls tycon
        ; loc <- getSrcSpanM
@@ -578,8 +609,8 @@ checkSideConditions mayDeriveDataTypeable cls cls_tys rep_tc
        Just cond -> cond (mayDeriveDataTypeable, rep_tc)
        Nothing   -> Just non_std_why
   where
-    ty_args_why        = quotes (ppr (mkClassPred cls cls_tys)) <+> ptext SLIT("is not a class")
-    non_std_why = quotes (ppr cls) <+> ptext SLIT("is not a derivable class")
+    ty_args_why        = quotes (ppr (mkClassPred cls cls_tys)) <+> ptext (sLit "is not a class")
+    non_std_why = quotes (ppr cls) <+> ptext (sLit "is not a derivable class")
 
 sideConditions :: Class -> Maybe Condition
 sideConditions cls
@@ -608,7 +639,7 @@ orCond c1 c2 tc
        Nothing -> Nothing              -- c1 succeeds
        Just x  -> case c2 tc of        -- c1 fails
                     Nothing -> Nothing
-                    Just y  -> Just (x $$ ptext SLIT("  and") $$ y)
+                    Just y  -> Just (x $$ ptext (sLit "  and") $$ y)
                                        -- Both fail
 
 andCond :: Condition -> Condition -> Condition
@@ -624,9 +655,9 @@ cond_std (_, rep_tc)
   where
     data_cons       = tyConDataCons rep_tc
     no_cons_why            = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-                     ptext SLIT("has no data constructors")
+                     ptext (sLit "has no data constructors")
     existential_why = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-                     ptext SLIT("has non-Haskell-98 constructor(s)")
+                     ptext (sLit "has non-Haskell-98 constructor(s)")
   
 cond_isEnumeration :: Condition
 cond_isEnumeration (_, rep_tc)
@@ -634,7 +665,7 @@ cond_isEnumeration (_, rep_tc)
   | otherwise                = Just why
   where
     why = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-         ptext SLIT("has non-nullary constructors")
+         ptext (sLit "has non-nullary constructors")
 
 cond_isProduct :: Condition
 cond_isProduct (_, rep_tc)
@@ -642,7 +673,7 @@ cond_isProduct (_, rep_tc)
   | otherwise            = Just why
   where
     why = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-         ptext SLIT("has more than one constructor")
+         ptext (sLit "has more than one constructor")
 
 cond_typeableOK :: Condition
 -- OK for Typeable class
@@ -656,18 +687,18 @@ cond_typeableOK (_, rep_tc)
   | otherwise                  = Nothing
   where
     too_many = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-              ptext SLIT("has too many arguments")
+              ptext (sLit "has too many arguments")
     bad_kind = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-              ptext SLIT("has arguments of kind other than `*'")
+              ptext (sLit "has arguments of kind other than `*'")
     fam_inst = quotes (pprSourceTyCon rep_tc) <+> 
-              ptext SLIT("is a type family")
+              ptext (sLit "is a type family")
 
 cond_mayDeriveDataTypeable :: Condition
 cond_mayDeriveDataTypeable (mayDeriveDataTypeable, _)
  | mayDeriveDataTypeable = Nothing
  | otherwise = Just why
   where
-    why  = ptext SLIT("You need -XDeriveDataTypeable to derive an instance for this class")
+    why  = ptext (sLit "You need -XDeriveDataTypeable to derive an instance for this class")
 
 std_class_via_iso :: Class -> Bool
 std_class_via_iso clas -- These standard classes can be derived for a newtype
@@ -684,6 +715,30 @@ new_dfun_name clas tycon   -- Just a simple wrapper
        -- a suitable string; hence the empty type arg list
 \end{code}
 
+Note [Superclasses of derived instance] 
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In general, a derived instance decl needs the superclasses of the derived
+class too.  So if we have
+       data T a = ...deriving( Ord )
+then the initial context for Ord (T a) should include Eq (T a).  Often this is 
+redundant; we'll also generate an Ord constraint for each constructor argument,
+and that will probably generate enough constraints to make the Eq (T a) constraint 
+be satisfied too.  But not always; consider:
+
+ data S a = S
+ instance Eq (S a)
+ instance Ord (S a)
+
+ data T a = MkT (S a) deriving( Ord )
+ instance Num a => Eq (T a)
+
+The derived instance for (Ord (T a)) must have a (Num a) constraint!
+Similarly consider:
+       data T a = MkT deriving( Data, Typeable )
+Here there *is* no argument field, but we must nevertheless generate
+a context for the Data instances:
+       instance Typable a => Data (T a) where ...
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -720,7 +775,7 @@ mkNewTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable newtype_deriving tvs
        mb_std_err = checkSideConditions mayDeriveDataTypeable cls cls_tys rep_tycon
        std_err = derivingThingErr cls cls_tys tc_app $
                  vcat [fromJust mb_std_err,
-                       ptext SLIT("Try -XGeneralizedNewtypeDeriving for GHC's newtype-deriving extension")]
+                       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, ...)
@@ -760,10 +815,10 @@ mkNewTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable newtype_deriving tvs
                -- Want to drop 1 arg from (T s a) and (ST s a)
                -- to get       instance Monad (ST s) => Monad (T s)
 
-       -- Note [newtype representation]
-       -- Need newTyConRhs *not* newTyConRep to get the representation 
-       -- type, because the latter looks through all intermediate newtypes
-       -- For example
+       -- Note [Newtype representation]
+       -- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+       -- Need newTyConRhs (*not* a recursive representation finder) 
+       -- to get the representation type. For example
        --      newtype B = MkB Int
        --      newtype A = MkA B deriving( Num )
        -- We want the Num instance of B, *not* the Num instance of Int,
@@ -854,19 +909,19 @@ mkNewTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable newtype_deriving tvs
                --      arguments must be type variables (not more complex indexes)
 
        cant_derive_err = derivingThingErr cls cls_tys tc_app
-                               (vcat [ptext SLIT("even with cunning newtype deriving:"),
+                               (vcat [ptext (sLit "even with cunning newtype deriving:"),
                                        if isRecursiveTyCon tycon then
-                                         ptext SLIT("the newtype may be recursive")
+                                         ptext (sLit "the newtype may be recursive")
                                        else empty,
                                        if not right_arity then 
-                                         quotes (ppr (mkClassPred cls cls_tys)) <+> ptext SLIT("does not have arity 1")
+                                         quotes (ppr (mkClassPred cls cls_tys)) <+> ptext (sLit "does not have arity 1")
                                        else empty,
                                        if not (n_tyargs_to_keep >= 0) then 
-                                         ptext SLIT("the type constructor has wrong kind")
+                                         ptext (sLit "the type constructor has wrong kind")
                                        else if not (n_args_to_keep >= 0) then
-                                         ptext SLIT("the representation type has wrong kind")
+                                         ptext (sLit "the representation type has wrong kind")
                                        else if not eta_ok then 
-                                         ptext SLIT("the eta-reduction property does not hold")
+                                         ptext (sLit "the eta-reduction property does not hold")
                                        else empty
                                      ])
 \end{code}
@@ -1119,31 +1174,28 @@ genDerivBinds clas fix_env tycon
 \begin{code}
 derivingThingErr :: Class -> [Type] -> Type -> Message -> Message
 derivingThingErr clas tys ty why
-  = sep [hsep [ptext SLIT("Can't make a derived instance of"), 
+  = sep [hsep [ptext (sLit "Can't make a derived instance of"), 
               quotes (ppr pred)],
         nest 2 (parens why)]
   where
     pred = mkClassPred clas (tys ++ [ty])
 
+derivingHiddenErr :: TyCon -> SDoc
+derivingHiddenErr tc
+  = hang (ptext (sLit "The data constructors of") <+> quotes (ppr tc) <+> ptext (sLit "are not all in scope"))
+       2 (ptext (sLit "so you cannot derive an instance for it"))
+
 standaloneCtxt :: LHsType Name -> SDoc
-standaloneCtxt ty = hang (ptext SLIT("In the stand-alone deriving instance for")) 
+standaloneCtxt ty = hang (ptext (sLit "In the stand-alone deriving instance for")) 
                       2 (quotes (ppr ty))
 
 derivInstCtxt :: Class -> [Type] -> Message
 derivInstCtxt clas inst_tys
-  = ptext SLIT("When deriving the instance for") <+> parens (pprClassPred clas inst_tys)
+  = ptext (sLit "When deriving the instance for") <+> parens (pprClassPred clas inst_tys)
 
 badDerivedPred :: PredType -> Message
 badDerivedPred pred
-  = vcat [ptext SLIT("Can't derive instances where the instance context mentions"),
-         ptext SLIT("type variables that are not data type parameters"),
-         nest 2 (ptext SLIT("Offending constraint:") <+> ppr pred)]
-
-famInstNotFound :: TyCon -> [Type] -> Bool -> TcM a
-famInstNotFound tycon tys notExact
-  = failWithTc (msg <+> quotes (pprTypeApp tycon (ppr tycon) tys))
-  where
-    msg = ptext $ if notExact
-                 then SLIT("No family instance exactly matching")
-                 else SLIT("More than one family instance for")
+  = vcat [ptext (sLit "Can't derive instances where the instance context mentions"),
+         ptext (sLit "type variables that are not data type parameters"),
+         nest 2 (ptext (sLit "Offending constraint:") <+> ppr pred)]
 \end{code}