haskell - 在类型化模板 Haskell 中使用约束

Question

我想在我的 Typed Template Haskell 片段中使用 typeclass 约束，但无法让它们工作:拼接中的实例似乎丢失了。
这是我的代码的独立最小化版本，用于演示该问题。第一个模块定义了一个 Typed Template Haskell 宏 memoryMap这不会对 tag 施加任何限制, 和 ram0 , 约束 tag通过 C :

{-# LANGUAGE TemplateHaskell, QuasiQuotes #-}
{-# LANGUAGE DerivingStrategies, GeneralizedNewtypeDeriving #-}
module RetroClash.MemoryTH where

import Control.Monad.Identity
import Language.Haskell.TH

class C a where

newtype Signal tag a = Signal{ runSignal :: a }

newtype Addressing dom a = Addressing
    { runAddressing :: Identity a
    }
    deriving newtype (Functor, Applicative, Monad)

memoryMap :: Addressing tag () -> TExpQ (Signal tag (Maybe dat) -> Signal tag (Maybe dat))
memoryMap addressing = [|| \ wr -> wr ||]

ram0 :: (C tag) => Addressing tag ()
ram0 = pure ()

然后我尝试从另一个模块以直接的方式使用它:

{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}
module RetroClash.MemoryTHTest where

import RetroClash.MemoryTH

foo
    :: (C tag)
    => Signal tag (Maybe Int)
    -> Signal tag (Maybe Int)
foo = $$(memoryMap ram0)

但是，这会导致 GHC 8.10 出现以下类型错误:

src/RetroClash/MemoryTHTest.hs:11:20: error:
    • No instance for (C tag) arising from a use of ‘ram0’
    • In the first argument of ‘memoryMap’, namely ‘ram0’
      In the expression: memoryMap ram0
      In the Template Haskell splice $$(memoryMap ram0)
   |
11 | foo = $$(memoryMap ram0)
   |                    ^^^^

我尝试过的一件事就是添加 C直接约束宏的返回类型:

memoryMap :: Addressing tag () -> TExpQ (C tag => Signal tag (Maybe dat) -> Signal tag (Maybe dat))
memoryMap addressing = [|| \ wr -> wr ||]

即使这有效，它也不能解决我最初的问题，因为约束应该以开放世界的方式来自 Addressing tag () 中发生的任何事情。争论;但无论如何，这个版本失败了，因为它遇到了 GHC 的不可预测性限制:

    • Illegal qualified type:
        C tag => Signal tag (Maybe dat) -> Signal tag (Maybe dat)
      GHC doesn't yet support impredicative polymorphism

Answer 1

不幸的是，这是 Typed Template Haskell 当前实现的一个基本缺陷，没有简单的解决方法可用。
约束根本没有正确处理。
在研究如何实现generics-sop 的分阶段版本时，我们遇到了同样的问题。您可能想查看 Staged Sums of Products 的第 5 节纸。我们还有一个在 Template Haskell 中处理约束的解决方案，但是这个解决方案需要在 GHC 中实现，并且目前仅在实验分支中可用(有关如何尝试它的一些说明，请参阅 the staged-sop repo)。目前，该分支处于不确定状态，因为由于所有线性类型的变化，它需要进行重大的 rebase 。希望我们很快就能做到这一点，因为我真的很想在 Typed Template Haskell 中进行适当的约束处理。