Massive patch for the first months work adding System FC to GHC #34
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcSimplify.lhs
index 4cb32b8..8f06270 100644 (file)
@@ -21,9 +21,9 @@ module TcSimplify (
 #include "HsVersions.h"
 
 import {-# SOURCE #-} TcUnify( unifyType )
-import TypeRep         ( Type(..) )
-import HsSyn           ( HsBind(..), HsExpr(..), LHsExpr, emptyLHsBinds )
-import TcHsSyn         ( mkHsApp, mkHsTyApp, mkHsDictApp )
+import HsSyn           ( HsBind(..), HsExpr(..), LHsExpr, 
+                         ExprCoFn(..), (<.>), nlHsTyApp, emptyLHsBinds )
+import TcHsSyn         ( mkHsApp )
 
 import TcRnMonad
 import Inst            ( lookupInst, LookupInstResult(..),
@@ -32,7 +32,7 @@ import Inst           ( lookupInst, LookupInstResult(..),
                          isMethodFor, isMethod,
                          instToId, tyVarsOfInsts,  cloneDict,
                          ipNamesOfInsts, ipNamesOfInst, dictPred,
-                         fdPredsOfInst,
+                         fdPredsOfInst, mkInstCoFn,
                          newDictsAtLoc, tcInstClassOp,
                          getDictClassTys, isTyVarDict, instLoc,
                          zonkInst, tidyInsts, tidyMoreInsts,
@@ -71,8 +71,9 @@ import ListSetOps     ( equivClasses )
 import Util            ( zipEqual, isSingleton )
 import List            ( partition )
 import SrcLoc          ( Located(..) )
-import DynFlags                ( DynFlag(..) )
-import StaticFlags
+import DynFlags                ( DynFlags(ctxtStkDepth), 
+                         DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_AllowUndecidableInstances, 
+                         Opt_WarnTypeDefaults, Opt_ExtendedDefaultRules ) )
 \end{code}
 
 
@@ -86,6 +87,24 @@ import StaticFlags
        Notes on functional dependencies (a bug)
        --------------------------------------
 
+Consider this:
+
+       class C a b | a -> b
+       class D a b | a -> b
+
+       instance D a b => C a b -- Undecidable 
+                               -- (Not sure if it's crucial to this eg)
+       f :: C a b => a -> Bool
+       f _ = True
+       
+       g :: C a b => a -> Bool
+       g = f
+
+Here f typechecks, but g does not!!  Reason: before doing improvement,
+we reduce the (C a b1) constraint from the call of f to (D a b1).
+
+Here is a more complicated example:
+
 | > class Foo a b | a->b
 | >
 | > class Bar a b | a->b
@@ -257,9 +276,9 @@ any other type variables.
 
 
 
-       --------------------------------------
-               Notes on ambiguity
-       --------------------------------------
+-------------------------------------
+       Note [Ambiguity]
+-------------------------------------
 
 It's very hard to be certain when a type is ambiguous.  Consider
 
@@ -922,7 +941,8 @@ Two more nasty cases are in
 tcSimplifySuperClasses qtvs givens sc_wanteds
   = ASSERT( all isSkolemTyVar qtvs )
     do { (_, frees, binds1) <- tcSimplCheck doc get_qtvs NoSCs givens sc_wanteds
-       ; binds2             <- tc_simplify_top doc False NoSCs frees
+       ; ext_default        <- doptM Opt_ExtendedDefaultRules
+       ; binds2             <- tc_simplify_top doc ext_default NoSCs frees
        ; return (binds1 `unionBags` binds2) }
   where
     get_qtvs = return (mkVarSet qtvs)
@@ -1047,8 +1067,6 @@ tcSimplifyRestricted      -- Used for restricted binding groups
 tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- Zonk everything in sight
   = mappM zonkInst wanteds                     `thenM` \ wanteds' ->
-    zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)    `thenM` \ tau_tvs' ->
-    tcGetGlobalTyVars                          `thenM` \ gbl_tvs' ->
 
        -- 'reduceMe': Reduce as far as we can.  Don't stop at
        -- dicts; the idea is to get rid of as many type
@@ -1057,25 +1075,30 @@ tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- immediately, with no constraint on s.
        --
        -- BUT do no improvement!  See Plan D above
+       -- HOWEVER, some unification may take place, if we instantiate
+       --          a method Inst with an equality constraint
     reduceContextWithoutImprovement 
        doc reduceMe wanteds'           `thenM` \ (_frees, _binds, constrained_dicts) ->
 
        -- Next, figure out the tyvars we will quantify over
+    zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)    `thenM` \ tau_tvs' ->
+    tcGetGlobalTyVars                          `thenM` \ gbl_tvs' ->
+    mappM zonkInst constrained_dicts           `thenM` \ constrained_dicts' ->
     let
-       constrained_tvs = tyVarsOfInsts constrained_dicts
-       qtvs = (tau_tvs' `minusVarSet` oclose (fdPredsOfInsts constrained_dicts) gbl_tvs')
-                        `minusVarSet` constrained_tvs
+       constrained_tvs' = tyVarsOfInsts constrained_dicts'
+       qtvs' = (tau_tvs' `minusVarSet` oclose (fdPredsOfInsts constrained_dicts) gbl_tvs')
+                        `minusVarSet` constrained_tvs'
     in
     traceTc (text "tcSimplifyRestricted" <+> vcat [
-               pprInsts wanteds, pprInsts _frees, pprInsts constrained_dicts,
+               pprInsts wanteds, pprInsts _frees, pprInsts constrained_dicts',
                ppr _binds,
-               ppr constrained_tvs, ppr tau_tvs', ppr qtvs ])  `thenM_`
+               ppr constrained_tvs', ppr tau_tvs', ppr qtvs' ])        `thenM_`
 
        -- The first step may have squashed more methods than
        -- necessary, so try again, this time more gently, knowing the exact
        -- set of type variables to quantify over.
        --
-       -- We quantify only over constraints that are captured by qtvs;
+       -- We quantify only over constraints that are captured by qtvs';
        -- these will just be a subset of non-dicts.  This in contrast
        -- to normal inference (using isFreeWhenInferring) in which we quantify over
        -- all *non-inheritable* constraints too.  This implements choice
@@ -1089,7 +1112,7 @@ tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- expose implicit parameters to the test that follows
     let
        is_nested_group = isNotTopLevel top_lvl
-        try_me inst | isFreeWrtTyVars qtvs inst,
+        try_me inst | isFreeWrtTyVars qtvs' inst,
                      (is_nested_group || isDict inst) = Free
                    | otherwise                        = ReduceMe AddSCs
     in
@@ -1100,14 +1123,14 @@ tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- See "Notes on implicit parameters, Question 4: top level"
     if is_nested_group then
        extendLIEs frees        `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs, binds)
+        returnM (varSetElems qtvs', binds)
     else
        let
            (non_ips, bad_ips) = partition isClassDict frees
        in    
        addTopIPErrs bndrs bad_ips      `thenM_`
        extendLIEs non_ips              `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs, binds)
+        returnM (varSetElems qtvs', binds)
 \end{code}
 
 
@@ -1446,6 +1469,7 @@ extractResults avails wanteds
                   new_binds  = addBind binds w rhs
                   new_avails = addToFM avails w (LinRhss rhss)
 
+       -- get_root is just used for Linear
     get_root irreds frees (Given id _) w = returnM (irreds, frees, id)
     get_root irreds frees Irred               w = cloneDict w  `thenM` \ w' ->
                                           returnM (w':irreds, frees, instToId w')
@@ -1518,7 +1542,7 @@ split n split_id root_id wanted
                       returnM (L span (VarBind x (mk_app span split_id rhs)),
                                [mk_fs_app span fst_id ty x, mk_fs_app span snd_id ty x])
 
-mk_fs_app span id ty var = L span (HsVar id) `mkHsTyApp` [ty,ty] `mkHsApp` (L span (HsVar var))
+mk_fs_app span id ty var = nlHsTyApp id [ty,ty] `mkHsApp` (L span (HsVar var))
 
 mk_app span id rhs = L span (HsApp (L span (HsVar id)) rhs)
 
@@ -1715,22 +1739,21 @@ I had to produce Y, to produce Y I had to produce Z, and so on.
 
 \begin{code}
 reduceList (n,stack) try_me wanteds state
-  | n > opt_MaxContextReductionDepth
-  = failWithTc (reduceDepthErr n stack)
-
-  | otherwise
-  =
+  = do         { dopts <- getDOpts
 #ifdef DEBUG
-   (if n > 8 then
-       pprTrace "Interesting! Context reduction stack deeper than 8:" 
-               (int n $$ ifPprDebug (nest 2 (pprStack stack)))
-    else (\x->x))
+       ; if n > 8 then
+               dumpTcRn (text "Interesting! Context reduction stack deeper than 8:" 
+                         <+> (int n $$ ifPprDebug (nest 2 (pprStack stack))))
+         else return ()
 #endif
-    go wanteds state
+       ; if n >= ctxtStkDepth dopts then
+           failWithTc (reduceDepthErr n stack)
+         else
+           go wanteds state }
   where
-    go []     state = returnM state
-    go (w:ws) state = reduce (n+1, w:stack) try_me w state     `thenM` \ state' ->
-                     go ws state'
+    go []     state = return state
+    go (w:ws) state = do { state' <- reduce (n+1, w:stack) try_me w state
+                        ; go ws state' }
 
     -- Base case: we're done!
 reduce stack try_me wanted avails
@@ -1901,7 +1924,8 @@ addSCs is_loop avails dict
       | is_given sc_dict          = return avails
       | otherwise                 = addSCs is_loop avails' sc_dict
       where
-       sc_sel_rhs = mkHsDictApp (mkHsTyApp (L (instSpan dict) (HsVar sc_sel)) tys) [instToId dict]
+       sc_sel_rhs = L (instSpan dict) (HsCoerce co_fn (HsVar sc_sel))
+       co_fn      = mkInstCoFn tys [dict]
        avails'    = addToFM avails sc_dict (Rhs sc_sel_rhs [dict])
 
     is_given :: Inst -> Bool
@@ -2011,7 +2035,8 @@ It's OK: the final zonking stage should zap y to (), which is fine.
 \begin{code}
 tcSimplifyTop, tcSimplifyInteractive :: [Inst] -> TcM TcDictBinds
 tcSimplifyTop wanteds
-  = tc_simplify_top doc False {- Not interactive loop -} AddSCs wanteds
+  = do         { ext_default <- doptM Opt_ExtendedDefaultRules
+       ; tc_simplify_top doc ext_default AddSCs wanteds }
   where 
     doc = text "tcSimplifyTop"
 
@@ -2022,7 +2047,7 @@ tcSimplifyInteractive wanteds
 
 -- The TcLclEnv should be valid here, solely to improve
 -- error message generation for the monomorphism restriction
-tc_simplify_top doc is_interactive want_scs wanteds
+tc_simplify_top doc use_extended_defaulting want_scs wanteds
   = do { lcl_env <- getLclEnv
        ; traceTc (text "tcSimplifyTop" <+> ppr (lclEnvElts lcl_env))
 
@@ -2048,13 +2073,13 @@ tc_simplify_top doc is_interactive want_scs wanteds
                =  not (bad_tyvars `intersectsVarSet` tyVarsOfInst (head ds))
                && defaultable_classes (map get_clas ds)
            defaultable_classes clss 
-               | is_interactive = any isInteractiveClass clss
-               | otherwise      = all isStandardClass clss && any isNumericClass clss
+               | use_extended_defaulting = any isInteractiveClass clss
+               | otherwise = all isStandardClass clss && any isNumericClass clss
 
            isInteractiveClass cls = isNumericClass cls
                                  || (classKey cls `elem` [showClassKey, eqClassKey, ordClassKey])
-                       -- In interactive mode, we default Show a to Show ()
-                       -- to avoid graututious errors on "show []"
+                       -- In interactive mode, or with -fextended-default-rules,
+                       -- we default Show a to Show () to avoid graututious errors on "show []"
 
     
                    -- Collect together all the bad guys
@@ -2450,8 +2475,8 @@ addNoInstanceErrs mb_what givens dicts
                                ptext SLIT("to the") <+> what] ]
 
        fix2 | null instance_dicts = []
-            | otherwise           = [ ptext SLIT("add an instance declaration for")
-                                      <+> pprDictsTheta instance_dicts ]
+            | otherwise           = [ sep [ptext SLIT("add an instance declaration for"),
+                                           pprDictsTheta instance_dicts] ]
        instance_dicts = [d | d <- dicts, isClassDict d, not (isTyVarDict d)]
                -- Insts for which it is worth suggesting an adding an instance declaration
                -- Exclude implicit parameters, and tyvar dicts
@@ -2524,7 +2549,7 @@ badDerivedPred pred
 
 reduceDepthErr n stack
   = vcat [ptext SLIT("Context reduction stack overflow; size =") <+> int n,
-         ptext SLIT("Use -fcontext-stack20 to increase stack size to (e.g.) 20"),
+         ptext SLIT("Use -fcontext-stack=N to increase stack size to N"),
          nest 4 (pprStack stack)]
 
 pprStack stack = vcat (map pprInstInFull stack)