Type families: unify with family apps in checking mode
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyFuns.lhs
index e1270cd..ba73891 100644 (file)
@@ -269,6 +269,10 @@ emptyEqConfig = EqConfig
                 , binds   = emptyBag
                 , skolems = emptyVarSet
                 }
+
+instance Outputable EqConfig where
+  ppr (EqConfig {eqs = eqs, locals = locals, wanteds = wanteds, binds = binds})
+    = vcat [ppr eqs, ppr locals, ppr wanteds, ppr binds]
 \end{code}
 
 The set of operations on an equality configuration.  We obtain the initialise
@@ -284,7 +288,7 @@ no further propoagation is possible.
 normaliseEqs :: [Inst] -> TcM EqConfig
 normaliseEqs eqs 
   = do { ASSERTM2( allM isValidWantedEqInst eqs, ppr eqs )
-       ; traceTc $ ptext (sLit "normaliseEqs")
+       ; traceTc $ ptext (sLit "Entering normaliseEqs")
 
        ; (eqss, skolemss) <- mapAndUnzipM normEqInst eqs
        ; return $ emptyEqConfig { eqs = concat eqss
@@ -300,7 +304,7 @@ normaliseEqs eqs
 --
 normaliseDicts :: Bool -> [Inst] -> TcM EqConfig
 normaliseDicts isWanted insts
-  = do { traceTc $ ptext (sLit "normaliseDicts") <+>
+  = do { traceTc $ ptext (sLit "Entering normaliseDicts") <+>
                    ptext (if isWanted then sLit "[Wanted]" else sLit "[Local]")
        ; (insts', eqss, bindss, skolemss) <- mapAndUnzip4M (normDict isWanted) 
                                                            insts
@@ -316,7 +320,9 @@ normaliseDicts isWanted insts
 --
 propagateEqs :: EqConfig -> TcM EqConfig
 propagateEqs eqCfg@(EqConfig {eqs = todoEqs}) 
-  = do { traceTc $ ptext (sLit "propagateEqs")
+  = do { traceTc $ hang (ptext (sLit "Entering propagateEqs:"))
+                     4 (ppr eqCfg)
+
        ; propagate todoEqs (eqCfg {eqs = []})
        }
 
@@ -341,7 +347,7 @@ finaliseEqsAndDicts (EqConfig { eqs     = eqs
                               })
   = do { traceTc $ ptext (sLit "finaliseEqsAndDicts")
        ; (eqs', subst_binds, locals', wanteds') <- substitute eqs locals wanteds
-       ; (eqs'', improved) <- instantiateAndExtract eqs'
+       ; (eqs'', improved) <- instantiateAndExtract eqs' (null locals)
        ; final_binds <- filterM nonTrivialDictBind $
                           bagToList (subst_binds `unionBags` binds)
 
@@ -433,6 +439,24 @@ deriveEqInst rewrite ty1 ty2 co
   where
     swapped       = rwi_swapped rewrite
     (left, right) = if not swapped then (ty1, ty2) else (ty2, ty1)
+
+instance Outputable RewriteInst where
+  ppr (RewriteFam {rwi_fam = fam, rwi_args = args, rwi_right = rhs, rwi_co =co})
+    = hsep [ pprEqInstCo co <+> text "::" 
+           , ppr (mkTyConApp fam args)
+           , text "~>"
+           , ppr rhs
+           ]
+  ppr (RewriteVar {rwi_var = tv, rwi_right = rhs, rwi_co =co})
+    = hsep [ pprEqInstCo co <+> text "::" 
+           , ppr tv
+           , text "~>"
+           , ppr rhs
+           ]
+
+pprEqInstCo :: EqInstCo -> SDoc
+pprEqInstCo (Left cotv) = ptext (sLit "Wanted") <+> ppr cotv
+pprEqInstCo (Right co)  = ptext (sLit "Local") <+> ppr co
 \end{code}
 
 The following functions turn an arbitrary equality into a set of normal
@@ -481,9 +505,9 @@ normEqInst inst
       = do { (ty1', co1, ty1_eqs, ty1_skolems) <- flattenType inst ty1
            ; (ty2', co2, ty2_eqs, ty2_skolems) <- flattenType inst ty2
            ; let ty12_eqs  = ty1_eqs ++ ty2_eqs
-                 rewriteCo = co1 `mkTransCoercion` mkSymCoercion co2
+                 sym_co2   = mkSymCoercion co2
                  eqTys     = (ty1', ty2')
-           ; (co', ty12_eqs') <- adjustCoercions co rewriteCo eqTys ty12_eqs
+           ; (co', ty12_eqs') <- adjustCoercions co co1 sym_co2 eqTys ty12_eqs
            ; eqs <- checkOrientation ty1' ty2' co' inst
            ; if isLoopyEquality eqs ty12_eqs' 
              then do { if isWantedCo (tci_co inst)
@@ -503,11 +527,11 @@ normEqInst inst
       = do { (args', cargs, args_eqss, args_skolemss) 
                <- mapAndUnzip4M (flattenType inst) args
            ; (ty2', co2, ty2_eqs, ty2_skolems) <- flattenType inst ty2
-           ; let rewriteCo = mkTyConApp con cargs `mkTransCoercion` 
-                             mkSymCoercion co2
+           ; let co1       = mkTyConApp con cargs
+                 sym_co2   = mkSymCoercion co2
                  all_eqs   = concat args_eqss ++ ty2_eqs
                  eqTys     = (mkTyConApp con args', ty2')
-           ; (co', all_eqs') <- adjustCoercions co rewriteCo eqTys all_eqs
+           ; (co', all_eqs') <- adjustCoercions co co1 sym_co2 eqTys all_eqs
            ; let thisRewriteFam = RewriteFam 
                                   { rwi_fam     = con
                                   , rwi_args    = args'
@@ -559,7 +583,13 @@ checkOrientation :: Type -> Type -> EqInstCo -> Inst -> TcM [RewriteInst]
 -- NB: We cannot assume that the two types already have outermost type
 --     synonyms expanded due to the recursion in the case of type applications.
 checkOrientation ty1 ty2 co inst
-  = go ty1 ty2
+  = do { traceTc $ ptext (sLit "checkOrientation of ") <+> 
+                   pprEqInstCo co <+> text "::" <+> 
+                   ppr ty1 <+> text "~" <+> ppr ty2
+       ; eqs <- go ty1 ty2
+       ; traceTc $ ptext (sLit "checkOrientation returns") <+> ppr eqs
+       ; return eqs
+       }
   where
       -- look through synonyms
     go ty1 ty2 | Just ty1' <- tcView ty1 = go ty1' ty2
@@ -636,7 +666,14 @@ flattenType inst ty
   = go ty
   where
       -- look through synonyms
-    go ty | Just ty' <- tcView ty = go ty'
+    go ty | Just ty' <- tcView ty 
+      = do { (ty_flat, co, eqs, skolems) <- go ty'
+           ; if null eqs
+             then     -- unchanged, keep the old type with folded synonyms
+               return (ty, ty, [], emptyVarSet)
+             else 
+               return (ty_flat, co, eqs, skolems)
+           }
 
       -- type variable => nothing to do
     go ty@(TyVarTy _)
@@ -667,34 +704,45 @@ flattenType inst ty
 
       -- data constructor application => flatten subtypes
       -- NB: Special cased for efficiency - could be handled as type application
-    go (TyConApp con args)
+    go ty@(TyConApp con args)
       = do { (args', cargs, args_eqss, args_skolemss) <- mapAndUnzip4M go args
-           ; return (mkTyConApp con args', 
-                     mkTyConApp con cargs,
-                     concat args_eqss,
-                     unionVarSets args_skolemss)
+           ; if null args_eqss
+             then     -- unchanged, keep the old type with folded synonyms
+               return (ty, ty, [], emptyVarSet)
+             else 
+               return (mkTyConApp con args', 
+                       mkTyConApp con cargs,
+                       concat args_eqss,
+                       unionVarSets args_skolemss)
            }
 
       -- function type => flatten subtypes
       -- NB: Special cased for efficiency - could be handled as type application
-    go (FunTy ty_l ty_r)
+    go ty@(FunTy ty_l ty_r)
       = do { (ty_l', co_l, eqs_l, skolems_l) <- go ty_l
            ; (ty_r', co_r, eqs_r, skolems_r) <- go ty_r
-           ; return (mkFunTy ty_l' ty_r', 
-                     mkFunTy co_l co_r,
-                     eqs_l ++ eqs_r, 
-                     skolems_l `unionVarSet` skolems_r)
+           ; if null eqs_l && null eqs_r
+             then     -- unchanged, keep the old type with folded synonyms
+               return (ty, ty, [], emptyVarSet)
+             else 
+               return (mkFunTy ty_l' ty_r', 
+                       mkFunTy co_l co_r,
+                       eqs_l ++ eqs_r, 
+                       skolems_l `unionVarSet` skolems_r)
            }
 
       -- type application => flatten subtypes
-    go (AppTy ty_l ty_r)
---      | Just (ty_l, ty_r) <- repSplitAppTy_maybe ty
+    go ty@(AppTy ty_l ty_r)
       = do { (ty_l', co_l, eqs_l, skolems_l) <- go ty_l
            ; (ty_r', co_r, eqs_r, skolems_r) <- go ty_r
-           ; return (mkAppTy ty_l' ty_r', 
-                     mkAppTy co_l co_r, 
-                     eqs_l ++ eqs_r, 
-                     skolems_l `unionVarSet` skolems_r)
+           ; if null eqs_l && null eqs_r
+             then     -- unchanged, keep the old type with folded synonyms
+               return (ty, ty, [], emptyVarSet)
+             else 
+               return (mkAppTy ty_l' ty_r', 
+                       mkAppTy co_l co_r, 
+                       eqs_l ++ eqs_r, 
+                       skolems_l `unionVarSet` skolems_r)
            }
 
       -- forall type => panic if the body contains a type family
@@ -712,7 +760,8 @@ flattenType inst ty
       = panic "TcTyFuns.flattenType: unexpected PredType"
 
 adjustCoercions :: EqInstCo            -- coercion of original equality
-                -> Coercion            -- coercion witnessing the rewrite
+                -> Coercion            -- coercion witnessing the left rewrite
+                -> Coercion            -- coercion witnessing the right rewrite
                 -> (Type, Type)        -- types of flattened equality
                 -> [RewriteInst]       -- equalities from flattening
                 -> TcM (EqInstCo,      -- coercion for flattened equality
@@ -720,17 +769,17 @@ adjustCoercions :: EqInstCo            -- coercion of original equality
 -- Depending on whether we flattened a local or wanted equality, that equality's
 -- coercion and that of the new equalities produced during flattening are
 -- adjusted .
-adjustCoercions co rewriteCo eqTys all_eqs
-
+adjustCoercions (Left cotv) co1 co2 (ty_l, ty_r) all_eqs
     -- wanted => generate a fresh coercion variable for the flattened equality
-  | isWantedCo co 
-  = do { co' <- mkRightTransEqInstCo co rewriteCo eqTys
-       ; return (co', all_eqs)
+  = do { cotv' <- newMetaCoVar ty_l ty_r
+       ; writeMetaTyVar cotv $ 
+           (co1 `mkTransCoercion` TyVarTy cotv' `mkTransCoercion` co2)
+       ; return (Left cotv', all_eqs)
        }
 
+adjustCoercions co@(Right _) _co1 _co2 _eqTys all_eqs
     -- local => turn all new equalities into locals and update (but not zonk)
     --          the skolem
-  | otherwise
   = do { all_eqs' <- mapM wantedToLocal all_eqs
        ; return (co, all_eqs')
        }
@@ -1011,8 +1060,7 @@ substitute eqs locals wanteds = subst eqs [] emptyBag locals wanteds
       = return (res, binds, locals, wanteds)
     subst (eq@(RewriteVar {rwi_var = tv, rwi_right = ty, rwi_co = co}):eqs) 
           res binds locals wanteds
-      = do { traceTc $ ptext (sLit "TcTyFuns.substitute:") <+> ppr tv <+>
-                       ptext (sLit "->") <+> ppr ty
+      = do { traceTc $ ptext (sLit "TcTyFuns.substitute:") <+> ppr eq
            ; let coSubst = zipOpenTvSubst [tv] [eqInstCoType co]
                  tySubst = zipOpenTvSubst [tv] [ty]
            ; eqs'               <- mapM (substEq eq coSubst tySubst) eqs
@@ -1059,8 +1107,7 @@ substitute eqs locals wanteds = subst eqs [] emptyBag locals wanteds
               coSubst tySubst isWanted dict
       | isClassDict dict
       , tv `elemVarSet` tyVarsOfPred (tci_pred dict)
-      = do { let co1Subst = mkSymCoercion $ 
-                              PredTy (substPred coSubst (tci_pred dict))
+      = do { let co1Subst = PredTy (substPred coSubst (tci_pred dict))
                  pred'    = substPred tySubst (tci_pred dict)
            ; (dict', binds) <- mkDictBind dict isWanted co1Subst pred'
            ; return (binds, dict')
@@ -1078,16 +1125,19 @@ Return all remaining wanted equalities.  The Boolean result component is True
 if at least one instantiation of a flexible was performed.
 
 \begin{code}
-instantiateAndExtract :: [RewriteInst] -> TcM ([Inst], Bool)
-instantiateAndExtract eqs
-  = do { let wanteds = filter (isWantedCo . rwi_co) eqs
-       ; wanteds' <- mapM inst wanteds
+instantiateAndExtract :: [RewriteInst] -> Bool -> TcM ([Inst], Bool)
+instantiateAndExtract eqs localsEmpty
+  = do { wanteds' <- mapM inst wanteds
        ; let residuals = catMaybes wanteds'
              improved  = length wanteds /= length residuals
        ; residuals' <- mapM rewriteInstToInst residuals
        ; return (residuals', improved)
        }
   where
+    wanteds      = filter (isWantedCo . rwi_co) eqs
+    checkingMode = length eqs > length wanteds || not localsEmpty
+                     -- no local equalities or dicts => checking mode
+
     inst eq@(RewriteVar {rwi_var = tv1, rwi_right = ty2, rwi_co = co})
 
         -- co :: alpha ~ t
@@ -1099,6 +1149,14 @@ instantiateAndExtract eqs
       , isMetaTyVar tv2
       = doInst (not $ rwi_swapped eq) tv2 (mkTyVarTy tv1) co eq
 
+        -- co :: F args ~ alpha, and we are in checking mode (ie, no locals)
+    inst eq@(RewriteFam {rwi_fam = fam, rwi_args = args, rwi_right = ty2, 
+                         rwi_co = co})
+      | checkingMode
+      , Just tv2 <- tcGetTyVar_maybe ty2
+      , isMetaTyVar tv2
+      = doInst (not $ rwi_swapped eq) tv2 (mkTyConApp fam args) co eq
+
     inst eq = return $ Just eq
 
     doInst _swapped _tv _ty (Right ty) _eq