fix haddock submodule pointer
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcSimplify.lhs
index ec6adc8..bed0932 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 \begin{code}
 module TcSimplify( 
        simplifyInfer,
 \begin{code}
 module TcSimplify( 
        simplifyInfer,
-       simplifyDefault, simplifyDeriv,
+       simplifyDefault, simplifyDeriv, 
        simplifyRule, simplifyTop, simplifyInteractive
   ) where
 
        simplifyRule, simplifyTop, simplifyInteractive
   ) where
 
@@ -15,10 +15,12 @@ import TcType
 import TcSMonad 
 import TcInteract
 import Inst
 import TcSMonad 
 import TcInteract
 import Inst
-import Unify( niFixTvSubst, niSubstTvSet )
+import Id      ( evVarPred )
+import Unify   ( niFixTvSubst, niSubstTvSet )
 import Var
 import VarSet
 import VarEnv 
 import Var
 import VarSet
 import VarEnv 
+import Coercion
 import TypeRep
 
 import Name
 import TypeRep
 
 import Name
@@ -49,7 +51,7 @@ simplifyTop :: WantedConstraints -> TcM (Bag EvBind)
 -- but when there is nothing to quantify we don't wrap
 -- in a degenerate implication, so we do that here instead
 simplifyTop wanteds 
 -- but when there is nothing to quantify we don't wrap
 -- in a degenerate implication, so we do that here instead
 simplifyTop wanteds 
-  = simplifyCheck SimplCheck wanteds
+  = simplifyCheck (SimplCheck (ptext (sLit "top level"))) wanteds
 
 ------------------
 simplifyInteractive :: WantedConstraints -> TcM (Bag EvBind)
 
 ------------------
 simplifyInteractive :: WantedConstraints -> TcM (Bag EvBind)
@@ -61,7 +63,8 @@ simplifyDefault :: ThetaType  -- Wanted; has no type variables in it
                 -> TcM ()      -- Succeeds iff the constraint is soluble
 simplifyDefault theta
   = do { wanted <- newFlatWanteds DefaultOrigin theta
                 -> TcM ()      -- Succeeds iff the constraint is soluble
 simplifyDefault theta
   = do { wanted <- newFlatWanteds DefaultOrigin theta
-       ; _ignored_ev_binds <- simplifyCheck SimplCheck (mkFlatWC wanted)
+       ; _ignored_ev_binds <- simplifyCheck (SimplCheck (ptext (sLit "defaults"))) 
+                                            (mkFlatWC wanted)
        ; return () }
 \end{code}
 
        ; return () }
 \end{code}
 
@@ -75,27 +78,29 @@ simplifyDefault theta
 
 \begin{code}
 simplifyDeriv :: CtOrigin
 
 \begin{code}
 simplifyDeriv :: CtOrigin
-               -> [TyVar]      
-               -> ThetaType            -- Wanted
-               -> TcM ThetaType        -- Needed
+              -> PredType
+             -> [TyVar]        
+             -> ThetaType              -- Wanted
+             -> TcM ThetaType  -- Needed
 -- Given  instance (wanted) => C inst_ty 
 -- Simplify 'wanted' as much as possibles
 -- Fail if not possible
 -- Given  instance (wanted) => C inst_ty 
 -- Simplify 'wanted' as much as possibles
 -- Fail if not possible
-simplifyDeriv orig tvs theta 
-  = do { tvs_skols <- tcInstSuperSkolTyVars tvs -- Skolemize
-                          -- One reason is that the constraint solving machinery
-                  -- expects *TcTyVars* not TyVars.  Another is that
-                  -- when looking up instances we don't want overlap
-                  -- of type variables
+simplifyDeriv orig pred tvs theta 
+  = do { tvs_skols <- tcInstSkolTyVars tvs -- Skolemize
+               -- The constraint solving machinery 
+               -- expects *TcTyVars* not TyVars.  
+               -- We use *non-overlappable* (vanilla) skolems
+               -- See Note [Overlap and deriving]
 
        ; let skol_subst = zipTopTvSubst tvs $ map mkTyVarTy tvs_skols
              subst_skol = zipTopTvSubst tvs_skols $ map mkTyVarTy tvs
 
        ; let skol_subst = zipTopTvSubst tvs $ map mkTyVarTy tvs_skols
              subst_skol = zipTopTvSubst tvs_skols $ map mkTyVarTy tvs
+            doc = parens $ ptext (sLit "deriving") <+> parens (ppr pred)
 
        ; wanted <- newFlatWanteds orig (substTheta skol_subst theta)
 
        ; traceTc "simplifyDeriv" (ppr tvs $$ ppr theta $$ ppr wanted)
        ; (residual_wanted, _binds)
 
        ; wanted <- newFlatWanteds orig (substTheta skol_subst theta)
 
        ; traceTc "simplifyDeriv" (ppr tvs $$ ppr theta $$ ppr wanted)
        ; (residual_wanted, _binds)
-             <- runTcS SimplInfer NoUntouchables $
+             <- runTcS (SimplInfer doc) NoUntouchables $
                 solveWanteds emptyInert (mkFlatWC wanted)
 
        ; let (good, bad) = partitionBagWith get_good (wc_flat residual_wanted)
                 solveWanteds emptyInert (mkFlatWC wanted)
 
        ; let (good, bad) = partitionBagWith get_good (wc_flat residual_wanted)
@@ -111,6 +116,31 @@ simplifyDeriv orig tvs theta
        ; return (substTheta subst_skol min_theta) }
 \end{code}
 
        ; return (substTheta subst_skol min_theta) }
 \end{code}
 
+Note [Overlap and deriving]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider some overlapping instances:
+  data Show a => Show [a] where ..
+  data Show [Char] where ...
+
+Now a data type with deriving:
+  data T a = MkT [a] deriving( Show )
+
+We want to get the derived instance
+  instance Show [a] => Show (T a) where...
+and NOT
+  instance Show a => Show (T a) where...
+so that the (Show (T Char)) instance does the Right Thing
+
+It's very like the situation when we're inferring the type
+of a function
+   f x = show [x]
+and we want to infer
+   f :: Show [a] => a -> String
+
+BOTTOM LINE: use vanilla, non-overlappable skolems when inferring
+             the context for the derived instance. 
+            Hence tcInstSkolTyVars not tcInstSuperSkolTyVars
+
 Note [Exotic derived instance contexts]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 In a 'derived' instance declaration, we *infer* the context.  It's a
 Note [Exotic derived instance contexts]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 In a 'derived' instance declaration, we *infer* the context.  It's a
@@ -222,7 +252,7 @@ simplifyInfer top_lvl apply_mr name_taus wanteds
             -- Step 2 
                    -- Now simplify the possibly-bound constraints
        ; (simpl_results, tc_binds0)
             -- Step 2 
                    -- Now simplify the possibly-bound constraints
        ; (simpl_results, tc_binds0)
-           <- runTcS SimplInfer NoUntouchables $
+           <- runTcS (SimplInfer (ppr (map fst name_taus))) NoUntouchables $
               simplifyWithApprox (zonked_wanteds { wc_flat = perhaps_bound })
 
        ; when (insolubleWC simpl_results)  -- Fail fast if there is an insoluble constraint
               simplifyWithApprox (zonked_wanteds { wc_flat = perhaps_bound })
 
        ; when (insolubleWC simpl_results)  -- Fail fast if there is an insoluble constraint
@@ -522,7 +552,7 @@ simplifyRule name tv_bndrs lhs_wanted rhs_wanted
                 -- variables; hence *no untouchables*
 
        ; (lhs_results, lhs_binds)
                 -- variables; hence *no untouchables*
 
        ; (lhs_results, lhs_binds)
-              <- runTcS SimplRuleLhs untch $
+              <- runTcS (SimplRuleLhs name) untch $
                  solveWanteds emptyInert zonked_lhs
 
        ; traceTc "simplifyRule" $
                  solveWanteds emptyInert zonked_lhs
 
        ; traceTc "simplifyRule" $
@@ -564,7 +594,8 @@ simplifyRule name tv_bndrs lhs_wanted rhs_wanted
 
             -- Hence the rather painful ad-hoc treatement here
        ; rhs_binds_var@(EvBindsVar evb_ref _)  <- newTcEvBinds
 
             -- Hence the rather painful ad-hoc treatement here
        ; rhs_binds_var@(EvBindsVar evb_ref _)  <- newTcEvBinds
-       ; rhs_binds1 <- simplifyCheck SimplCheck $
+       ; let doc = ptext (sLit "rhs of rule") <+> doubleQuotes (ftext name)
+       ; rhs_binds1 <- simplifyCheck (SimplCheck doc) $
             WC { wc_flat = emptyBag
                , wc_insol = emptyBag
                , wc_impl = unitBag $
             WC { wc_flat = emptyBag
                , wc_insol = emptyBag
                , wc_impl = unitBag $
@@ -718,22 +749,26 @@ solve_wanteds inert wanted@(WC { wc_flat = flats, wc_impl = implics, wc_insol =
                                   unsolved_implics
            }
 
                                   unsolved_implics
            }
 
-givensFromWanteds :: CanonicalCts -> Bag FlavoredEvVar
--- Extract the *wanted* ones from CanonicalCts
--- and make them into *givens*
-givensFromWanteds = foldrBag getWanted emptyBag
+givensFromWanteds :: SimplContext -> CanonicalCts -> Bag FlavoredEvVar
+-- Extract the Wanted ones from CanonicalCts and conver to
+-- Givens; not Given/Solved, see Note [Preparing inert set for implications]
+givensFromWanteds _ctxt = foldrBag getWanted emptyBag
   where
     getWanted :: CanonicalCt -> Bag FlavoredEvVar -> Bag FlavoredEvVar
     getWanted cc givens
   where
     getWanted :: CanonicalCt -> Bag FlavoredEvVar -> Bag FlavoredEvVar
     getWanted cc givens
-      | not (isCFrozenErr cc)
-      , Wanted loc <- cc_flavor cc 
-      , let given = mkEvVarX (cc_id cc) (Given (setCtLocOrigin loc UnkSkol))
-      = given `consBag` givens
-      | otherwise 
-      = givens   -- We are not helping anyone by pushing a Derived in!
-                 -- Because if we could not solve it to start with 
-                 -- we are not going to do either inside the impl constraint
-  
+      | pushable_wanted cc
+      = let given = mkEvVarX (cc_id cc) (mkGivenFlavor (cc_flavor cc) UnkSkol)
+        in given `consBag` givens     -- and not mkSolvedFlavor,
+                                      -- see Note [Preparing inert set for implications]
+      | otherwise = givens
+
+    pushable_wanted :: CanonicalCt -> Bool 
+    pushable_wanted cc 
+      | not (isCFrozenErr cc) 
+      , isWantedCt cc 
+      = isEqPred (evVarPred (cc_id cc)) -- see Note [Preparing inert set for implications]
+      | otherwise = False 
 solveNestedImplications :: InertSet -> CanonicalCts
                         -> Bag Implication
                         -> TcS (Bag FlavoredEvVar, Bag Implication)
 solveNestedImplications :: InertSet -> CanonicalCts
                         -> Bag Implication
                         -> TcS (Bag FlavoredEvVar, Bag Implication)
@@ -743,14 +778,18 @@ solveNestedImplications just_given_inert unsolved_cans implics
   | otherwise 
   = do {  -- See Note [Preparing inert set for implications]
          -- Push the unsolved wanteds inwards, but as givens
   | otherwise 
   = do {  -- See Note [Preparing inert set for implications]
          -- Push the unsolved wanteds inwards, but as givens
-         traceTcS "solveWanteds: preparing inerts for implications {"  empty
-     
-       ; let pushed_givens    = givensFromWanteds unsolved_cans
+             
+       ; simpl_ctx <- getTcSContext 
+
+       ; let pushed_givens    = givensFromWanteds simpl_ctx unsolved_cans
              tcs_untouchables = filterVarSet isFlexiTcsTv $
                                 tyVarsOfEvVarXs pushed_givens
              -- See Note [Extra TcsTv untouchables]
 
              tcs_untouchables = filterVarSet isFlexiTcsTv $
                                 tyVarsOfEvVarXs pushed_givens
              -- See Note [Extra TcsTv untouchables]
 
-       ; (_, inert_for_implics) <- solveInteract just_given_inert pushed_givens
+       ; traceTcS "solveWanteds: preparing inerts for implications {"  
+                  (vcat [ppr tcs_untouchables, ppr pushed_givens])
+
+       ; (_, inert_for_implics) <- solveInteract just_given_inert pushed_givens 
 
        ; traceTcS "solveWanteds: } now doing nested implications {" $
          vcat [ text "inerts_for_implics =" <+> ppr inert_for_implics
 
        ; traceTcS "solveWanteds: } now doing nested implications {" $
          vcat [ text "inerts_for_implics =" <+> ppr inert_for_implics
@@ -901,6 +940,42 @@ We were not able to solve (a ~w [beta]) but we can't just assume it as
 given because the resulting set is not inert. Hence we have to do a
 'solveInteract' step first. 
 
 given because the resulting set is not inert. Hence we have to do a
 'solveInteract' step first. 
 
+Finally, note that we convert them to [Given] and NOT [Given/Solved].
+The reason is that Given/Solved are weaker than Givens and may be discarded.
+As an example consider the inference case, where we may have, the following 
+original constraints: 
+     [Wanted] F Int ~ Int
+             (F Int ~ a => F Int ~ a)
+If we convert F Int ~ Int to [Given/Solved] instead of Given, then the next 
+given (F Int ~ a) is going to cause the Given/Solved to be ignored, casting 
+the (F Int ~ a) insoluble. Hence we should really convert the residual 
+wanteds to plain old Given. 
+
+We need only push in unsolved equalities both in checking mode and inference mode: 
+
+  (1) In checking mode we should not push given dictionaries in because of
+example LongWayOverlapping.hs, where we might get strange overlap
+errors between far-away constraints in the program.  But even in
+checking mode, we must still push type family equations. Consider:
+
+   type instance F True a b = a 
+   type instance F False a b = b
+
+   [w] F c a b ~ gamma 
+   (c ~ True) => a ~ gamma 
+   (c ~ False) => b ~ gamma
+
+Since solveCTyFunEqs happens at the very end of solving, the only way to solve
+the two implications is temporarily consider (F c a b ~ gamma) as Given (NB: not 
+merely Given/Solved because it has to interact with the top-level instance 
+environment) and push it inside the implications. Now, when we come out again at
+the end, having solved the implications solveCTyFunEqs will solve this equality.
+
+  (2) In inference mode, we recheck the final constraint in checking mode and
+hence we will be able to solve inner implications from top-level quantified
+constraints nonetheless.
+
+
 Note [Extra TcsTv untouchables]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Furthemore, we record the inert set simplifier-generated unification
 Note [Extra TcsTv untouchables]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Furthemore, we record the inert set simplifier-generated unification
@@ -932,10 +1007,10 @@ NB: A consequence is that every simplifier-generated TcsTv variable
     constraints. In effect, by floating an equality out of the
     implication we are committing to have it solved in the outside.
 
     constraints. In effect, by floating an equality out of the
     implication we are committing to have it solved in the outside.
 
-NB: A consequence is that every simplifier-generated TcsTv variable that gets floated out 
-    of an implication becomes now untouchable next time we go inside that implication to 
-    solve any residual constraints. In effect, by floating an equality out of the implication 
-    we are committing to have it solved in the outside. 
+Note [Float Equalities out of Implications]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
+We want to float equalities out of vanilla existentials, but *not* out 
+of GADT pattern matches. 
 
 
 \begin{code}
 
 
 \begin{code}
@@ -956,7 +1031,8 @@ solveCTyFunEqs cts
 
       ; return (niFixTvSubst ni_subst, unsolved_can_cts) }
   where
 
       ; return (niFixTvSubst ni_subst, unsolved_can_cts) }
   where
-    solve_one (cv,tv,ty) = setWantedTyBind tv ty >> setWantedCoBind cv ty
+    solve_one (cv,tv,ty) = do { setWantedTyBind tv ty
+                              ; setCoBind cv (mkReflCo ty) }
 
 ------------
 type FunEqBinds = (TvSubstEnv, [(CoVar, TcTyVar, TcType)])
 
 ------------
 type FunEqBinds = (TvSubstEnv, [(CoVar, TcTyVar, TcType)])
@@ -999,7 +1075,7 @@ getSolvableCTyFunEqs untch cts
 
       , not (tv `elemVarSet` niSubstTvSet tv_subst (tyVarsOfTypes xis))
            -- Occurs check: see Note [Solving Family Equations], Point 2
 
       , not (tv `elemVarSet` niSubstTvSet tv_subst (tyVarsOfTypes xis))
            -- Occurs check: see Note [Solving Family Equations], Point 2
-      = ASSERT ( not (isGiven fl) )
+      = ASSERT ( not (isGivenOrSolved fl) )
         (cts_in, extendFunEqBinds feb cv tv (mkTyConApp tc xis))
 
     dflt_funeq (cts_in, fun_eq_binds) ct
         (cts_in, extendFunEqBinds feb cv tv (mkTyConApp tc xis))
 
     dflt_funeq (cts_in, fun_eq_binds) ct