Fix CodingStyle#Warnings URLs
[ghc-hetmet.git] / compiler / types / Coercion.lhs
index c2261ad..fa4a6b7 100644 (file)
@@ -12,6 +12,13 @@ The coercion kind constructor is a special TyCon that must always be saturated
   typeKind (symCoercion type) :: TyConApp CoercionTyCon{...} [type, type]
 
 \begin{code}
+{-# OPTIONS -w #-}
+-- The above warning supression flag is a temporary kludge.
+-- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
+-- any warnings in the module. See
+--     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
+-- for details
+
 module Coercion (
         Coercion,
  
@@ -22,16 +29,28 @@ module Coercion (
        isEqPred, mkEqPred, getEqPredTys, isEqPredTy,  
 
        -- Coercion transformations
+       mkCoercion,
         mkSymCoercion, mkTransCoercion,
-        mkLeftCoercion, mkRightCoercion, mkInstCoercion, mkAppCoercion,
+        mkLeftCoercion, mkRightCoercion, mkRightCoercions,
+       mkInstCoercion, mkAppCoercion,
         mkForAllCoercion, mkFunCoercion, mkInstsCoercion, mkUnsafeCoercion,
-        mkNewTypeCoercion, mkDataInstCoercion, mkAppsCoercion,
+        mkNewTypeCoercion, mkFamInstCoercion, mkAppsCoercion,
 
-        splitNewTypeRepCo_maybe, decomposeCo,
+        splitNewTypeRepCo_maybe, instNewTyCon_maybe, decomposeCo,
 
         unsafeCoercionTyCon, symCoercionTyCon,
         transCoercionTyCon, leftCoercionTyCon, 
-        rightCoercionTyCon, instCoercionTyCon -- needed by TysWiredIn
+        rightCoercionTyCon, instCoercionTyCon, -- needed by TysWiredIn
+
+       -- CoercionI
+       CoercionI(..),
+       isIdentityCoercion,
+       mkSymCoI, mkTransCoI, 
+       mkTyConAppCoI, mkAppTyCoI, mkFunTyCoI,
+       mkNoteTyCoI, mkForAllTyCoI,
+       fromCoI, fromACo,
+       mkClassPPredCoI, mkIParamPredCoI, mkEqPredCoI
+
        ) where 
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -39,6 +58,7 @@ module Coercion (
 import TypeRep
 import Type
 import TyCon
+import Class
 import Var
 import Name
 import OccName
@@ -49,6 +69,9 @@ import BasicTypes
 import Outputable
 
 
+type Coercion     = Type
+type CoercionKind = Kind       -- A CoercionKind is always of form (ty1 :=: ty2)
+
 ------------------------------
 decomposeCo :: Arity -> Coercion -> [Coercion]
 -- (decomposeCo 3 c) = [right (left (left c)), right (left c), right c]
@@ -91,9 +114,6 @@ splitCoercionKind_maybe co | Just co' <- kindView co = splitCoercionKind_maybe c
 splitCoercionKind_maybe (PredTy (EqPred ty1 ty2)) = Just (ty1, ty2)
 splitCoercionKind_maybe other = Nothing
 
-type Coercion     = Type
-type CoercionKind = Kind       -- A CoercionKind is always of form (ty1 :=: ty2)
-
 coercionKind :: Coercion -> (Type, Type)
 --     c :: (t1 :=: t2)
 -- Then (coercionKind c) = (t1,t2)
@@ -156,61 +176,82 @@ mkForAllCoercion tv  co  = ASSERT ( isTyVar tv ) mkForAllTy tv co
 mkFunCoercion    co1 co2 = mkFunTy co1 co2
 
 
+-------------------------------
 -- This smart constructor creates a sym'ed version its argument,
 -- but tries to push the sym's down to the leaves.  If we come to
 -- sym tv or sym tycon then we can drop the sym because tv and tycon
 -- are reflexive coercions
 mkSymCoercion co      
-  | Just co2 <- splitSymCoercion_maybe co = co2
-     -- sym (sym co) --> co
-  | Just (co1, arg_tys) <- splitTyConApp_maybe co
-  , not (isCoercionTyCon co1) = mkTyConApp co1 (map mkSymCoercion arg_tys)
-     -- we can drop the sym for a TyCon 
-     -- sym (ty [t1, ..., tn]) --> ty [sym t1, ..., sym tn] 
-  | (co1, arg_tys) <- splitAppTys co
-  , isTyVarTy co1 = mkAppTys (maybe_drop co1) (map mkSymCoercion arg_tys)
-     -- sym (tv [t1, ..., tn]) --> tv [sym t1, ..., sym tn]
-     --   if tv type variable
-     -- sym (cv [t1, ..., tn]) --> (sym cv) [sym t1, ..., sym tn]
-     --   if cv is a coercion variable
-     -- fall through if head is a CoercionTyCon
-  | Just (co1, co2) <- splitTransCoercion_maybe co
+  | Just co' <- coreView co = mkSymCoercion co'
+
+mkSymCoercion (ForAllTy tv ty)  = ForAllTy tv (mkSymCoercion ty)
+mkSymCoercion (AppTy co1 co2)  = AppTy (mkSymCoercion co1) (mkSymCoercion co2)
+mkSymCoercion (FunTy co1 co2)  = FunTy (mkSymCoercion co1) (mkSymCoercion co2)
+
+mkSymCoercion (TyConApp tc cos) 
+  | not (isCoercionTyCon tc) = mkTyConApp tc (map mkSymCoercion cos)
+
+mkSymCoercion (TyConApp tc [co]) 
+  | tc `hasKey` symCoercionTyConKey   = co    -- sym (sym co) --> co
+  | tc `hasKey` leftCoercionTyConKey  = mkLeftCoercion (mkSymCoercion co)
+  | tc `hasKey` rightCoercionTyConKey = mkRightCoercion (mkSymCoercion co)
+
+mkSymCoercion (TyConApp tc [co1,co2]) 
+  | tc `hasKey` transCoercionTyConKey
      -- sym (co1 `trans` co2) --> (sym co2) `trans (sym co2)
+     -- Note reversal of arguments!
   = mkTransCoercion (mkSymCoercion co2) (mkSymCoercion co1)
-  | Just (co, ty) <- splitInstCoercion_maybe co
+
+  | tc `hasKey` instCoercionTyConKey
      -- sym (co @ ty) --> (sym co) @ ty
-  = mkInstCoercion (mkSymCoercion co) ty
-  | Just co <- splitLeftCoercion_maybe co
-     -- sym (left co) --> left (sym co)
-  = mkLeftCoercion (mkSymCoercion co)
-  | Just co <- splitRightCoercion_maybe co
-     -- sym (right co) --> right (sym co)
-  = mkRightCoercion (mkSymCoercion co)
-  where
-    maybe_drop (TyVarTy tv) 
-        | isCoVar tv = mkCoercion symCoercionTyCon [TyVarTy tv]
-        | otherwise  = TyVarTy tv
-    maybe_drop other = other
-mkSymCoercion (ForAllTy tv ty) = ForAllTy tv (mkSymCoercion ty)
--- for atomic types and constructors, we can just ignore sym since these
--- are reflexive coercions
+     -- Note: sym is not applied to 'ty'
+  = mkInstCoercion (mkSymCoercion co1) co2
+
+mkSymCoercion (TyConApp tc cos)        -- Other coercion tycons, such as those
+  = mkCoercion symCoercionTyCon [TyConApp tc cos]  -- arising from newtypes
+
 mkSymCoercion (TyVarTy tv) 
   | isCoVar tv = mkCoercion symCoercionTyCon [TyVarTy tv]
-  | otherwise  = TyVarTy tv
-mkSymCoercion co = mkCoercion symCoercionTyCon [co] 
+  | otherwise  = TyVarTy tv    -- Reflexive
 
+-------------------------------
+-- ToDo: we should be cleverer about transitivity
+mkTransCoercion g1 g2  -- sym g `trans` g = id
+  | (t1,_) <- coercionKind g1
+  , (_,t2) <- coercionKind g2
+  , t1 `coreEqType` t2 
+  = t1 
+
+  | otherwise
+  = mkCoercion transCoercionTyCon [g1, g2]
+
+
+-------------------------------
 -- Smart constructors for left and right
 mkLeftCoercion co 
   | Just (co', _) <- splitAppCoercion_maybe co = co'
-  | otherwise                           = mkCoercion leftCoercionTyCon [co]
+  | otherwise = mkCoercion leftCoercionTyCon [co]
 
 mkRightCoercion  co      
   | Just (co1, co2) <- splitAppCoercion_maybe co = co2
   | otherwise = mkCoercion rightCoercionTyCon [co]
 
-mkTransCoercion co1 co2 = mkCoercion transCoercionTyCon [co1, co2]
-
-mkInstCoercion  co ty = mkCoercion instCoercionTyCon  [co, ty]
+mkRightCoercions n co
+  = go n co []
+  where
+    go n co acc 
+       | n > 0
+       = case splitAppCoercion_maybe co of
+          Just (co1,co2) -> go (n-1) co1 (co2:acc)
+          Nothing        -> go (n-1) (mkCoercion leftCoercionTyCon [co]) (mkCoercion rightCoercionTyCon [co]:acc)
+       | otherwise
+       = acc
+
+mkInstCoercion co ty
+  | Just (tv,co') <- splitForAllTy_maybe co
+  = substTyWith [tv] [ty] co'  -- (forall a.co) @ ty  -->  co[ty/a]
+  | otherwise
+  = mkCoercion instCoercionTyCon  [co, ty]
 
 mkInstsCoercion co tys = foldl mkInstCoercion co tys
 
@@ -284,18 +325,18 @@ mkNewTypeCoercion name tycon tvs rhs_ty
     rule args = ASSERT( co_con_arity == length args )
                (TyConApp tycon args, substTyWith tvs args rhs_ty)
 
--- Coercion identifying a data/newtype representation type and its family
--- instance.  It has the form `Co tvs :: F ts :=: R tvs', where `Co' is the
--- coercion tycon built here, `F' the family tycon and `R' the (derived)
+-- Coercion identifying a data/newtype/synonym representation type and its 
+-- family instance.  It has the form `Co tvs :: F ts :=: R tvs', where `Co' is 
+-- the coercion tycon built here, `F' the family tycon and `R' the (derived)
 -- representation tycon.
 --
-mkDataInstCoercion :: Name     -- unique name for the coercion tycon
-                  -> [TyVar]   -- type parameters of the coercion (`tvs')
-                  -> TyCon     -- family tycon (`F')
-                  -> [Type]    -- type instance (`ts')
-                  -> TyCon     -- representation tycon (`R')
-                  -> TyCon     -- => coercion tycon (`Co')
-mkDataInstCoercion name tvs family instTys rep_tycon
+mkFamInstCoercion :: Name      -- unique name for the coercion tycon
+                 -> [TyVar]    -- type parameters of the coercion (`tvs')
+                 -> TyCon      -- family tycon (`F')
+                 -> [Type]     -- type instance (`ts')
+                 -> TyCon      -- representation tycon (`R')
+                 -> TyCon      -- => coercion tycon (`Co')
+mkFamInstCoercion name tvs family instTys rep_tycon
   = mkCoercionTyCon name coArity rule
   where
     coArity = length tvs
@@ -392,22 +433,117 @@ unsafeCoercionTyConName = mkCoConName FSLIT("CoUnsafe") unsafeCoercionTyConKey u
 
 
 
+instNewTyCon_maybe :: TyCon -> [Type] -> Maybe (Type, CoercionI)
+-- instNewTyCon_maybe T ts
+--     = Just (rep_ty, co)     if   co : T ts ~ rep_ty
+instNewTyCon_maybe tc tys
+  | Just (tvs, ty, mb_co_tc) <- unwrapNewTyCon_maybe tc
+  = ASSERT( tys `lengthIs` tyConArity tc )
+    Just (substTyWith tvs tys ty, 
+         case mb_co_tc of
+          Nothing    -> IdCo
+          Just co_tc -> ACo (mkTyConApp co_tc tys))
+  | otherwise
+  = Nothing
+
 -- this is here to avoid module loops
 splitNewTypeRepCo_maybe :: Type -> Maybe (Type, Coercion)  
 -- Sometimes we want to look through a newtype and get its associated coercion
 -- It only strips *one layer* off, so the caller will usually call itself recursively
 -- Only applied to types of kind *, hence the newtype is always saturated
+--    splitNewTypeRepCo_maybe ty
+--     = Just (ty', co)  if   co : ty ~ ty'
+-- Returns Nothing for non-newtypes or fully-transparent newtypes
 splitNewTypeRepCo_maybe ty 
   | Just ty' <- coreView ty = splitNewTypeRepCo_maybe ty'
 splitNewTypeRepCo_maybe (TyConApp tc tys)
-  | isClosedNewTyCon tc 
-  = ASSERT( tys `lengthIs` tyConArity tc )     -- splitNewTypeRepCo_maybe only be applied 
-                                                --     to *types* (of kind *)
-        case newTyConRhs tc of
-         (tvs, rep_ty) -> 
-              ASSERT( length tvs == length tys )
-             Just (substTyWith tvs tys rep_ty, mkTyConApp co_con tys)
-  where
-    co_con = maybe (pprPanic "splitNewTypeRepCo_maybe" (ppr tc)) id (newTyConCo_maybe tc)
-splitNewTypeRepCo_maybe other = Nothing
+  | Just (ty', coi) <- instNewTyCon_maybe tc tys
+  = case coi of
+       ACo co -> Just (ty', co)
+       IdCo   -> panic "splitNewTypeRepCo_maybe"
+                       -- This case handled by coreView
+splitNewTypeRepCo_maybe other 
+  = Nothing
 \end{code}
+
+
+--------------------------------------
+-- CoercionI smart constructors
+--     lifted smart constructors of ordinary coercions
+
+\begin{code}
+       -- CoercionI is either 
+       --      (a) proper coercion
+       --      (b) the identity coercion
+data CoercionI = IdCo | ACo Coercion
+
+isIdentityCoercion :: CoercionI -> Bool
+isIdentityCoercion IdCo = True
+isIdentityCoercion _    = False
+
+allIdCos :: [CoercionI] -> Bool
+allIdCos = all isIdentityCoercion
+
+zipCoArgs :: [CoercionI] -> [Type] -> [Coercion]
+zipCoArgs cois tys = zipWith fromCoI cois tys
+
+fromCoI :: CoercionI -> Type -> Type
+fromCoI IdCo ty     = ty       -- Identity coercion represented 
+fromCoI (ACo co) ty = co       --      by the type itself
+
+mkSymCoI :: CoercionI -> CoercionI
+mkSymCoI IdCo = IdCo
+mkSymCoI (ACo co) = ACo $ mkCoercion symCoercionTyCon [co] 
+                               -- the smart constructor
+                               -- is too smart with tyvars
+
+mkTransCoI :: CoercionI -> CoercionI -> CoercionI
+mkTransCoI IdCo aco = aco
+mkTransCoI aco IdCo = aco
+mkTransCoI (ACo co1) (ACo co2) = ACo $ mkTransCoercion co1 co2
+
+mkTyConAppCoI :: TyCon -> [Type] -> [CoercionI] -> CoercionI
+mkTyConAppCoI tyCon tys cois
+  | allIdCos cois = IdCo
+  | otherwise    = ACo (TyConApp tyCon (zipCoArgs cois tys))
+
+mkAppTyCoI :: Type -> CoercionI -> Type -> CoercionI -> CoercionI
+mkAppTyCoI ty1 IdCo ty2 IdCo = IdCo
+mkAppTyCoI ty1 coi1 ty2 coi2 =
+       ACo $ AppTy (fromCoI coi1 ty1) (fromCoI coi2 ty2)
+
+mkFunTyCoI :: Type -> CoercionI -> Type -> CoercionI -> CoercionI
+mkFunTyCoI ty1 IdCo ty2 IdCo = IdCo
+mkFunTyCoI ty1 coi1 ty2 coi2 =
+       ACo $ FunTy (fromCoI coi1 ty1) (fromCoI coi2 ty2)
+
+mkNoteTyCoI :: TyNote -> CoercionI -> CoercionI
+mkNoteTyCoI _ IdCo = IdCo
+mkNoteTyCoI note (ACo co) = ACo $ NoteTy note co
+
+mkForAllTyCoI :: TyVar -> CoercionI -> CoercionI
+mkForAllTyCoI _ IdCo = IdCo
+mkForAllTyCoI tv (ACo co) = ACo $ ForAllTy tv co
+
+fromACo (ACo co) = co
+
+
+mkClassPPredCoI :: Class -> [Type] -> [CoercionI] -> CoercionI
+-- mkClassPPredCoI cls tys cois = coi
+--    coi : PredTy (cls tys) ~ predTy (cls (tys `cast` cois))
+mkClassPPredCoI cls tys cois 
+  | allIdCos cois = IdCo
+  | otherwise     = ACo $ PredTy $ ClassP cls (zipCoArgs cois tys)
+
+mkIParamPredCoI :: (IPName Name) -> CoercionI -> CoercionI 
+-- Similar invariant to mkclassPPredCoI
+mkIParamPredCoI ipn IdCo     = IdCo
+mkIParamPredCoI ipn (ACo co) = ACo $ PredTy $ IParam ipn co
+
+mkEqPredCoI :: Type -> CoercionI -> Type -> CoercionI -> CoercionI
+-- Similar invariant to mkclassPPredCoI
+mkEqPredCoI _    IdCo     _   IdCo      = IdCo
+mkEqPredCoI ty1  IdCo     _   (ACo co2) = ACo $ PredTy $ EqPred ty1 co2
+mkEqPredCoI ty1 (ACo co1) ty2 coi2      = ACo $ PredTy $ EqPred co1 (fromCoI coi2 ty2)
+\end{code}
+