Fix bug in boxySplitTyConApp
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcUnify.lhs
index 5fcaea6..dac7803 100644 (file)
@@ -19,7 +19,7 @@ module TcUnify (
 
   --------------------------------
   -- Holes
-  tcInfer, subFunTys, unBox, stripBoxyType, withBox, 
+  tcInfer, subFunTys, unBox, refineBox, refineBoxToTau, withBox, 
   boxyUnify, boxyUnifyList, zapToMonotype,
   boxySplitListTy, boxySplitTyConApp, boxySplitAppTy,
   wrapFunResCoercion
@@ -112,6 +112,7 @@ subFunTys error_herald n_pats res_ty thing_inside
   where
        -- In 'loop', the parameter 'arg_tys' accumulates 
        -- the arg types so far, in *reverse order*
+       -- INVARIANT:   res_ty :: *
     loop n args_so_far res_ty
        | Just res_ty' <- tcView res_ty  = loop n args_so_far res_ty'
 
@@ -142,7 +143,7 @@ subFunTys error_herald n_pats res_ty thing_inside
               else loop n args_so_far (FunTy arg_ty' res_ty') }
 
     loop n args_so_far (TyVarTy tv)
-        | not (isImmutableTyVar tv)
+        | isTyConableTyVar tv
        = do { cts <- readMetaTyVar tv 
             ; case cts of
                 Indirect ty -> loop n args_so_far ty
@@ -193,10 +194,12 @@ boxySplitTyConApp tc orig_ty
        return (args ++ args_so_far)
 
     loop n_req args_so_far (AppTy fun arg)
+      | n_req > 0
       = loop (n_req - 1) (arg:args_so_far) fun
 
     loop n_req args_so_far (TyVarTy tv)
-      | not (isImmutableTyVar tv)
+      | isTyConableTyVar tv
+      , res_kind `isSubKind` tyVarKind tv
       = do { cts <- readMetaTyVar tv
           ; case cts of
               Indirect ty -> loop n_req args_so_far ty
@@ -205,7 +208,7 @@ boxySplitTyConApp tc orig_ty
        }
       where
        mk_res_ty arg_tys' = mkTyConApp tc arg_tys'
-       arg_kinds = map tyVarKind (take n_req (tyConTyVars tc))
+       (arg_kinds, res_kind) = splitKindFunTysN n_req (tyConKind tc)
 
     loop _ _ _ = boxySplitFailure (mkTyConApp tc (mkTyVarTys (tyConTyVars tc))) orig_ty
 
@@ -218,7 +221,8 @@ boxySplitListTy exp_ty = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp listTyCon exp_ty
 ----------------------
 boxySplitAppTy :: BoxyRhoType                          -- Type to split: m a
               -> TcM (BoxySigmaType, BoxySigmaType)    -- Returns m, a
--- Assumes (m: * -> k), where k is the kind of the incoming type
+-- If the incoming type is a mutable type variable of kind k, then 
+-- boxySplitAppTy returns a new type variable (m: * -> k); note the *.
 -- If the incoming type is boxy, then so are the result types; and vice versa
 
 boxySplitAppTy orig_ty
@@ -232,7 +236,7 @@ boxySplitAppTy orig_ty
       = return (fun_ty, arg_ty)
 
     loop (TyVarTy tv)
-      | not (isImmutableTyVar tv)
+      | isTyConableTyVar tv
       = do { cts <- readMetaTyVar tv
           ; case cts of
               Indirect ty -> loop ty
@@ -607,7 +611,8 @@ tc_sub :: SubCtxt           -- How to add an error-context
 -- e.g. in the SPEC rule where we just use splitSigmaTy 
        
 tc_sub sub_ctxt act_sty act_ty exp_ib exp_sty exp_ty
-  = tc_sub1 sub_ctxt act_sty act_ty exp_ib exp_sty exp_ty
+  = traceTc (text "tc_sub" <+> ppr act_ty $$ ppr exp_ty) >>
+    tc_sub1 sub_ctxt act_sty act_ty exp_ib exp_sty exp_ty
        -- This indirection is just here to make 
        -- it easy to insert a debug trace!
 
@@ -637,9 +642,11 @@ tc_sub1 sub_ctxt act_sty (TyVarTy tv) exp_ib exp_sty exp_ty
 -- Consider  f g !
 
 tc_sub1 sub_ctxt act_sty act_ty exp_ib exp_sty exp_ty
-  | not exp_ib,        -- SKOL does not apply if exp_ty is inside a box
-    isSigmaTy exp_ty   
-  = do { (gen_fn, co_fn) <- tcGen exp_ty act_tvs $ \ _ body_exp_ty ->
+  | isSigmaTy exp_ty   
+  = if exp_ib then     -- SKOL does not apply if exp_ty is inside a box
+       defer_to_boxy_matching sub_ctxt act_sty act_ty exp_ib exp_sty exp_ty
+    else do 
+       { (gen_fn, co_fn) <- tcGen exp_ty act_tvs $ \ _ body_exp_ty ->
                             tc_sub sub_ctxt act_sty act_ty False body_exp_ty body_exp_ty
        ; return (gen_fn <.> co_fn) }
   where
@@ -682,7 +689,13 @@ tc_sub1 sub_ctxt act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
        ; co_fn2 <- tc_sub sub_ctxt tau' tau' exp_ib exp_sty expected_ty
 
                -- Deal with the dictionaries
-       ; co_fn1 <- instCall InstSigOrigin inst_tys (substTheta subst' theta)
+               -- The origin gives a helpful origin when we have
+               -- a function with type f :: Int -> forall a. Num a => ...
+               -- This way the (Num a) dictionary gets an OccurrenceOf f origin
+       ; let orig = case sub_ctxt of
+                       SubFun n -> OccurrenceOf n
+                       other    -> InstSigOrigin       -- Unhelpful
+       ; co_fn1 <- instCall orig inst_tys (substTheta subst' theta)
        ; return (co_fn2 <.> co_fn1) }
 
 -----------------------------------
@@ -707,10 +720,17 @@ tc_sub1 sub_ctxt act_sty act_ty@(FunTy act_arg act_res) _ exp_sty (TyVarTy exp_t
 
 -- Everything else: defer to boxy matching
 tc_sub1 sub_ctxt act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
+  = defer_to_boxy_matching sub_ctxt act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
+
+-----------------------------------
+defer_to_boxy_matching sub_ctxt act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
   = do { addSubCtxt sub_ctxt act_sty exp_sty $
-         u_tys True False act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
+         u_tys outer False act_sty actual_ty exp_ib exp_sty expected_ty
        ; return idHsWrapper }
-
+  where
+    outer = case sub_ctxt of           -- Ugh
+               SubDone -> False
+               other   -> True
 
 -----------------------------------
 tc_sub_funs act_arg act_res exp_ib exp_arg exp_res
@@ -841,7 +861,8 @@ unifyTheta :: TcThetaType -> TcThetaType -> TcM ()
 -- Acutal and expected types
 unifyTheta theta1 theta2
   = do { checkTc (equalLength theta1 theta2)
-                 (ptext SLIT("Contexts differ in length"))
+                 (vcat [ptext SLIT("Contexts differ in length"),
+                        nest 2 $ parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow this")])
        ; uList unifyPred theta1 theta2 }
 
 ---------------
@@ -935,8 +956,51 @@ u_tys outer nb1 orig_ty1 ty1 nb2 orig_ty2 ty2
     go outer (TyVarTy tyvar1) ty2 = uVar outer False tyvar1 nb2 orig_ty2 ty2
     go outer ty1 (TyVarTy tyvar2) = uVar outer True  tyvar2 nb1 orig_ty1 ty1
                                -- "True" means args swapped
+
+       -- The case for sigma-types must *follow* the variable cases
+       -- because a boxy variable can be filed with a polytype;
+       -- but must precede FunTy, because ((?x::Int) => ty) look
+       -- like a FunTy; there isn't necy a forall at the top
+    go _ ty1 ty2
+      | isSigmaTy ty1 || isSigmaTy ty2
+      = do   { checkM (equalLength tvs1 tvs2)
+                     (unifyMisMatch outer False orig_ty1 orig_ty2)
+
+            ; tvs <- tcInstSkolTyVars UnkSkol tvs1     -- Not a helpful SkolemInfo
+                       -- Get location from monad, not from tvs1
+            ; let tys      = mkTyVarTys tvs
+                  in_scope = mkInScopeSet (mkVarSet tvs)
+                  phi1   = substTy (mkTvSubst in_scope (zipTyEnv tvs1 tys)) body1
+                  phi2   = substTy (mkTvSubst in_scope (zipTyEnv tvs2 tys)) body2
+                  (theta1,tau1) = tcSplitPhiTy phi1
+                  (theta2,tau2) = tcSplitPhiTy phi2
+
+            ; addErrCtxtM (unifyForAllCtxt tvs phi1 phi2) $ do
+            { checkM (equalLength theta1 theta2)
+                     (unifyMisMatch outer False orig_ty1 orig_ty2)
+            
+            ; uPreds False nb1 theta1 nb2 theta2
+            ; uTys nb1 tau1 nb2 tau2
+
+               -- Check for escape; e.g. (forall a. a->b) ~ (forall a. a->a)
+            ; free_tvs <- zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems (tyVarsOfType ty1 `unionVarSet` tyVarsOfType ty2))
+            ; ifM (any (`elemVarSet` free_tvs) tvs)
+                  (bleatEscapedTvs free_tvs tvs tvs)
+
+               -- If both sides are inside a box, we are in a "box-meets-box"
+               -- situation, and we should not have a polytype at all.  
+               -- If we get here we have two boxes, already filled with
+               -- the same polytype... but it should be a monotype.
+               -- This check comes last, because the error message is 
+               -- extremely unhelpful.  
+            ; ifM (nb1 && nb2) (notMonoType ty1)
+            }}
+      where
+       (tvs1, body1) = tcSplitForAllTys ty1
+       (tvs2, body2) = tcSplitForAllTys ty2
+
        -- Predicates
-    go outer (PredTy p1) (PredTy p2) = uPred outer nb1 p1 nb2 p2
+    go outer (PredTy p1) (PredTy p2) = uPred False nb1 p1 nb2 p2
 
        -- Type constructors must match
     go _ (TyConApp con1 tys1) (TyConApp con2 tys2)
@@ -962,27 +1026,6 @@ u_tys outer nb1 orig_ty1 ty1 nb2 orig_ty2 ty2
       | Just (s1,t1) <- tcSplitAppTy_maybe ty1
       = do { uTys nb1 s1 nb2 s2; uTys nb1 t1 nb2 t2 }
 
-    go _ ty1@(ForAllTy _ _) ty2@(ForAllTy _ _)
-      | length tvs1 == length tvs2
-      = do   { tvs <- tcInstSkolTyVars UnkSkol tvs1    -- Not a helpful SkolemInfo
-                       -- Get location from monad, not from tvs1
-            ; let tys      = mkTyVarTys tvs
-                  in_scope = mkInScopeSet (mkVarSet tvs)
-                  subst1   = mkTvSubst in_scope (zipTyEnv tvs1 tys)
-                  subst2   = mkTvSubst in_scope (zipTyEnv tvs2 tys)
-            ; uTys nb1 (substTy subst1 body1) nb2 (substTy subst2 body2)
-
-               -- If both sides are inside a box, we are in a "box-meets-box"
-               -- situation, and we should not have a polytype at all.  
-               -- If we get here we have two boxes, already filled with
-               -- the same polytype... but it should be a monotype.
-               -- This check comes last, because the error message is 
-               -- extremely unhelpful.  
-            ; ifM (nb1 && nb2) (notMonoType ty1)
-            }
-      where
-       (tvs1, body1) = tcSplitForAllTys ty1
-       (tvs2, body2) = tcSplitForAllTys ty2
 
        -- Anything else fails
     go outer _ _ = unifyMisMatch outer False orig_ty1 orig_ty2
@@ -993,6 +1036,10 @@ uPred outer nb1 (IParam n1 t1) nb2 (IParam n2 t2)
 uPred outer nb1 (ClassP c1 tys1) nb2 (ClassP c2 tys2)
   | c1 == c2 = uTys_s nb1 tys1 nb2 tys2                -- Guaranteed equal lengths because the kinds check
 uPred outer _ p1 _ p2 = unifyMisMatch outer False (mkPredTy p1) (mkPredTy p2)
+
+uPreds outer nb1 []       nb2 []       = return ()
+uPreds outer nb1 (p1:ps1) nb2 (p2:ps2) = uPred outer nb1 p1 nb2 p2 >> uPreds outer nb1 ps1 nb2 ps2
+uPreds outer nb1 ps1      nb2 ps2      = panic "uPreds"
 \end{code}
 
 Note [Tycon app]
@@ -1333,7 +1380,11 @@ checkTauTvUpdate orig_tv orig_ty
             ; case mb_tys' of
                Just tys' -> return (TyConApp tc tys')
                                -- Retain the synonym (the common case)
-               Nothing   -> go (expectJust "checkTauTvUpdate" 
+               Nothing | isOpenTyCon tc
+                         -> notMonoArgs (TyConApp tc tys)
+                               -- Synonym families must have monotype args
+                       | otherwise
+                         -> go (expectJust "checkTauTvUpdate" 
                                        (tcView (TyConApp tc tys)))
                                -- Try again, expanding the synonym
             }
@@ -1373,16 +1424,27 @@ But we should not reject the program, because A t = ().
 Rather, we should bind t to () (= non_var_ty2).
 
 \begin{code}
-stripBoxyType :: BoxyType -> TcM TcType
--- Strip all boxes from the input type, returning a non-boxy type.
--- It's fine for there to be a polytype inside a box (c.f. unBox)
--- All of the boxes should have been filled in by now; 
--- hence we return a TcType
-stripBoxyType ty = zonkType strip_tv ty
-  where
-    strip_tv tv = ASSERT( not (isBoxyTyVar tv) ) return (TyVarTy tv)
-       -- strip_tv will be called for *Flexi* meta-tyvars
-       -- There should not be any Boxy ones; hence the ASSERT
+refineBox :: TcType -> TcM TcType
+-- Unbox the outer box of a boxy type (if any)
+refineBox ty@(TyVarTy box_tv) 
+  | isMetaTyVar box_tv
+  = do { cts <- readMetaTyVar box_tv
+       ; case cts of
+               Flexi       -> return ty
+               Indirect ty -> return ty } 
+refineBox other_ty = return other_ty
+
+refineBoxToTau :: TcType -> TcM TcType
+-- Unbox the outer box of a boxy type, filling with a monotype if it is empty
+-- Like refineBox except for the "fill with monotype" part.
+refineBoxToTau ty@(TyVarTy box_tv) 
+  | isMetaTyVar box_tv
+  , MetaTv BoxTv ref <- tcTyVarDetails box_tv
+  = do { cts <- readMutVar ref
+       ; case cts of
+               Flexi       -> fillBoxWithTau box_tv ref
+               Indirect ty -> return ty } 
+refineBoxToTau other_ty = return other_ty
 
 zapToMonotype :: BoxySigmaType -> TcM TcTauType
 -- Subtle... we must zap the boxy res_ty
@@ -1489,6 +1551,16 @@ addSubCtxt sub_ctxt actual_res_ty expected_res_ty thing_inside
        <+> ptext SLIT("arguments")
 
 ------------------
+unifyForAllCtxt tvs phi1 phi2 env
+  = returnM (env2, msg)
+  where
+    (env', tvs') = tidyOpenTyVars env tvs      -- NB: not tidyTyVarBndrs
+    (env1, phi1') = tidyOpenType env' phi1
+    (env2, phi2') = tidyOpenType env1 phi2
+    msg = vcat [ptext SLIT("When matching") <+> quotes (ppr (mkForAllTys tvs' phi1')),
+               ptext SLIT("          and") <+> quotes (ppr (mkForAllTys tvs' phi2'))]
+
+------------------
 unifyKindCtxt swapped tv1 ty2 tidy_env -- not swapped => tv1 expected, ty2 inferred
        -- tv1 and ty2 are zonked already
   = returnM msg
@@ -1544,6 +1616,13 @@ notMonoType ty
              msg = ptext SLIT("Cannot match a monotype with") <+> quotes (ppr tidy_ty)
        ; failWithTcM (env1, msg) }
 
+notMonoArgs ty
+  = do { ty' <- zonkTcType ty
+       ; env0 <- tcInitTidyEnv
+       ; let (env1, tidy_ty) = tidyOpenType env0 ty'
+             msg = ptext SLIT("Arguments of synonym family must be monotypes") <+> quotes (ppr tidy_ty)
+       ; failWithTcM (env1, msg) }
+
 occurCheck tyvar ty
   = do { env0 <- tcInitTidyEnv
        ; ty'  <- zonkTcType ty