FIX Trac #1935: generate superclass constraints for derived classes
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcDeriv.lhs
index bbdd9b2..e79318b 100644 (file)
@@ -86,8 +86,13 @@ data DerivSpec  = DS { ds_loc     :: SrcSpan
 
 type EarlyDerivSpec = Either DerivSpec DerivSpec
        -- Left  ds => the context for the instance should be inferred
-       --              (ds_theta is required)
-       -- Right ds => the context for the instance is supplied by the programmer
+       --             In this case ds_theta is the list of all the 
+       --                constraints needed, such as (Eq [a], Eq a)
+       --                The inference process is to reduce this to a 
+       --                simpler form (e.g. Eq a)
+       -- 
+       -- Right ds => the exact context for the instance is supplied 
+       --             by the programmer; it is ds_theta
 
 pprDerivSpec :: DerivSpec -> SDoc
 pprDerivSpec (DS { ds_loc = l, ds_name = n, ds_tvs = tvs, 
@@ -222,6 +227,9 @@ And then translate it to:
        
 Note [Newtype deriving superclasses]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+(See also Trac #1220 for an interesting exchange on newtype
+deriving and superclasses.)
+
 The 'tys' here come from the partial application in the deriving
 clause. The last arg is the new instance type.
 
@@ -357,12 +365,12 @@ makeDerivSpecs :: [LTyClDecl Name]
               -> TcM [EarlyDerivSpec]
 
 makeDerivSpecs tycl_decls inst_decls deriv_decls
-  = do { eqns1 <- mapM deriveTyData $
+  = do { eqns1 <- mapAndRecoverM deriveTyData $
                      extractTyDataPreds tycl_decls ++
                     [ pd                        -- traverse assoc data families
                      | L _ (InstDecl _ _ _ ats) <- inst_decls
                     , pd <- extractTyDataPreds ats ]
-       ; eqns2 <- mapM deriveStandalone deriv_decls
+       ; eqns2 <- mapAndRecoverM deriveStandalone deriv_decls
        ; return (catMaybes (eqns1 ++ eqns2)) }
   where
     extractTyDataPreds decls =                    
@@ -418,33 +426,36 @@ deriveTyData _other
 
 ------------------------------------------------------------------
 mkEqnHelp :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class -> [Type] -> Type
-          -> Maybe ThetaType           -- Just    => context supplied
-                                       -- Nothing => context inferred
+          -> Maybe ThetaType   -- Just    => context supplied (standalone deriving)
+                               -- Nothing => context inferred (deriving on data decl)
           -> TcRn (Maybe EarlyDerivSpec)
 mkEqnHelp orig tvs cls cls_tys tc_app mtheta
   | Just (tycon, tc_args) <- tcSplitTyConApp_maybe tc_app
-  = do {       -- Make tc_app saturated, because that's what the
-               -- mkDataTypeEqn things expect
-               -- It might not be saturated in the standalone deriving case
-               --      derive instance Monad (T a)
-         let extra_tvs = dropList tc_args (tyConTyVars tycon)
-             full_tc_args = tc_args ++ mkTyVarTys extra_tvs
-             full_tvs = tvs ++ extra_tvs
-               
-       ; (rep_tc, rep_tc_args) <- tcLookupFamInstExact tycon full_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
-               mkDataTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable full_tvs cls cls_tys 
-                             tycon full_tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
+               mkDataTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable tvs cls cls_tys 
+                             tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
          else
                mkNewTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable newtype_deriving
-                            full_tvs cls cls_tys 
-                            tycon full_tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta }
+                            tvs cls cls_tys 
+                            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")))
@@ -501,27 +512,13 @@ mkDataTypeEqn orig mayDeriveDataTypeable tvs cls cls_tys
   = ASSERT( null cls_tys )
     mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
 
-mk_data_eqn :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class 
-            -> TyCon -> [TcType] -> TyCon -> [TcType] -> Maybe ThetaType
-            -> TcM (Maybe EarlyDerivSpec)
+mk_data_eqn, mk_typeable_eqn
+   :: InstOrigin -> [TyVar] -> Class 
+   -> TyCon -> [TcType] -> TyCon -> [TcType] -> Maybe ThetaType
+   -> TcM (Maybe EarlyDerivSpec)
 mk_data_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
-  | cls `hasKey` typeableClassKey
-  =    -- The Typeable class is special in several ways
-       --        data T a b = ... deriving( Typeable )
-       -- gives
-       --        instance Typeable2 T where ...
-       -- Notice that:
-       -- 1. There are no constraints in the instance
-       -- 2. There are no type variables either
-       -- 3. The actual class we want to generate isn't necessarily
-       --      Typeable; it depends on the arity of the type
-    do { real_clas <- tcLookupClass (typeableClassNames !! tyConArity tycon)
-       ; dfun_name <- new_dfun_name real_clas tycon
-       ; loc <- getSrcSpanM
-       ; return (Just $ Right $
-                 DS { ds_loc = loc, ds_orig = orig, ds_name = dfun_name, ds_tvs = []
-                    , ds_cls = real_clas, ds_tys = [mkTyConApp tycon []] 
-                    , ds_theta = mtheta `orElse` [], ds_newtype = False })  }
+  | getName cls `elem` typeableClassNames
+  = mk_typeable_eqn orig tvs cls tycon tc_args rep_tc rep_tc_args mtheta
 
   | otherwise
   = do { dfun_name <- new_dfun_name cls tycon
@@ -533,20 +530,51 @@ 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 )
+       -- gives
+       --        instance Typeable2 T where ...
+       -- Notice that:
+       -- 1. There are no constraints in the instance
+       -- 2. There are no type variables either
+       -- 3. The actual class we want to generate isn't necessarily
+       --      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"))
+       ; 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") 
+                       <> int (tyConArity tycon) <+> ppr tycon <> rparen)
+       ; dfun_name <- new_dfun_name cls tycon
+       ; loc <- getSrcSpanM
+       ; return (Just $ Right $
+                 DS { ds_loc = loc, ds_orig = orig, ds_name = dfun_name, ds_tvs = []
+                    , ds_cls = cls, ds_tys = [mkTyConApp tycon []] 
+                    , ds_theta = mtheta `orElse` [], ds_newtype = False })  }
+
 ------------------------------------------------------------------
 -- Check side conditions that dis-allow derivability for particular classes
 -- This is *apart* from the newtype-deriving mechanism
@@ -560,28 +588,27 @@ checkSideConditions mayDeriveDataTypeable cls cls_tys rep_tc
   | notNull cls_tys    
   = Just ty_args_why   -- e.g. deriving( Foo s )
   | otherwise
-  = case [cond | (key,cond) <- sideConditions, key == getUnique cls] of
-       []     -> Just (non_std_why cls)
-       [cond] -> cond (mayDeriveDataTypeable, rep_tc)
-       _other -> pprPanic "checkSideConditions" (ppr cls)
+  = case sideConditions cls of
+       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 :: Class -> SDoc
-non_std_why cls = quotes (ppr cls) <+> ptext SLIT("is not a derivable class")
-
-sideConditions :: [(Unique, Condition)]
-sideConditions
-  = [  (eqClassKey,       cond_std),
-       (ordClassKey,      cond_std),
-       (readClassKey,     cond_std),
-       (showClassKey,     cond_std),
-       (enumClassKey,     cond_std `andCond` cond_isEnumeration),
-       (ixClassKey,       cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct)),
-       (boundedClassKey,  cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct)),
-       (typeableClassKey, cond_mayDeriveDataTypeable `andCond` cond_typeableOK),
-       (dataClassKey,     cond_mayDeriveDataTypeable `andCond` cond_std)
-    ]
+    non_std_why = quotes (ppr cls) <+> ptext SLIT("is not a derivable class")
+
+sideConditions :: Class -> Maybe Condition
+sideConditions cls
+  | cls_key == eqClassKey   = Just cond_std
+  | cls_key == ordClassKey  = Just cond_std
+  | cls_key == readClassKey = Just cond_std
+  | cls_key == showClassKey = Just cond_std
+  | cls_key == enumClassKey = Just (cond_std `andCond` cond_isEnumeration)
+  | cls_key == ixClassKey   = Just (cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct))
+  | cls_key == boundedClassKey = Just (cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct))
+  | cls_key == dataClassKey    = Just (cond_mayDeriveDataTypeable `andCond` cond_std)
+  | getName cls `elem` typeableClassNames = Just (cond_mayDeriveDataTypeable `andCond` cond_typeableOK)
+  | otherwise = Nothing
+  where
+    cls_key = getUnique cls
 
 type Condition = (Bool, TyCon) -> Maybe SDoc
        -- Bool is whether or not we are allowed to derive Data and Typeable
@@ -654,7 +681,7 @@ cond_mayDeriveDataTypeable (mayDeriveDataTypeable, _)
  | mayDeriveDataTypeable = Nothing
  | otherwise = Just why
   where
-    why  = ptext SLIT("You need -fglasgow-exts 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
@@ -671,6 +698,30 @@ 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 ...
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -1112,8 +1163,14 @@ derivingThingErr clas tys ty 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 = ptext SLIT("In the stand-alone deriving instance for") <+> quotes (ppr ty)
+standaloneCtxt ty = hang (ptext SLIT("In the stand-alone deriving instance for")) 
+                      2 (quotes (ppr ty))
 
 derivInstCtxt :: Class -> [Type] -> Message
 derivInstCtxt clas inst_tys