[project @ 1998-03-19 23:54:49 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / Inst.lhs
index 562cd6c..c34869c 100644 (file)
@@ -4,71 +4,72 @@
 \section[Inst]{The @Inst@ type: dictionaries or method instances}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module Inst (
-       Inst(..),       -- Visible only to TcSimplify
+       LIE, emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, zonkLIE, plusLIEs, mkLIE,
+       pprInsts, pprInstsInFull,
 
-       InstOrigin(..), OverloadedLit(..),
-       LIE(..), emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, zonkLIE, plusLIEs,
+       Inst, OverloadedLit(..), pprInst,
 
-        InstanceMapper(..),
+        InstanceMapper,
 
-       newDicts, newDictsAtLoc, newMethod, newMethodWithGivenTy, newOverloadedLit,
+       newDictFromOld, newDicts, newDictsAtLoc, 
+       newMethod, newMethodWithGivenTy, newOverloadedLit,
 
-       instType, tyVarsOfInst, lookupInst, lookupSimpleInst,
+       tyVarsOfInst, instLoc, getDictClassTys,
 
-       isDict, isTyVarDict, 
+       lookupInst, lookupSimpleInst, LookupInstResult(..),
+
+       isDict, isTyVarDict, isStdClassTyVarDict, isMethodFor,
+       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
 
        zonkInst, instToId,
 
-       matchesInst,
-       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
-       
-       pprInst
+       InstOrigin(..), pprOrigin
     ) where
 
-IMP_Ubiq()
-
-import HsSyn   ( HsLit(..), HsExpr(..), HsBinds, 
-                 InPat, OutPat, Stmt, Qualifier, Match,
-                 ArithSeqInfo, PolyType, Fake )
-import RnHsSyn ( RenamedArithSeqInfo(..), RenamedHsExpr(..) )
-import TcHsSyn ( TcIdOcc(..), TcExpr(..), TcIdBndr(..),
-                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, tcIdTyVars )
+#include "HsVersions.h"
 
-import TcMonad hiding ( rnMtoTcM )
+import CmdLineOpts ( opt_AllowOverlappingInstances )
+import HsSyn   ( HsLit(..), HsExpr(..), MonoBinds )
+import RnHsSyn ( RenamedArithSeqInfo, RenamedHsExpr )
+import TcHsSyn ( TcExpr, TcIdOcc(..), TcIdBndr, 
+                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, tcIdTyVars, zonkTcId
+               )
+import TcMonad
 import TcEnv   ( tcLookupGlobalValueByKey, tcLookupTyConByKey )
-import TcType  ( TcType(..), TcRhoType(..), TcMaybe, TcTyVarSet(..),
-                 tcInstType, zonkTcType )
-
-import Bag     ( emptyBag, unitBag, unionBags, unionManyBags, listToBag, consBag )
-import Class   ( isCcallishClass, isNoDictClass, classInstEnv,
-                 Class(..), GenClass, ClassInstEnv(..)
+import TcType  ( TcThetaType,
+                 TcType, TcTauType, TcMaybe, TcTyVarSet,
+                 tcInstType, zonkTcType, zonkTcTypes, tcSplitForAllTy,
+                 zonkTcThetaType
                )
-import ErrUtils ( addErrLoc, Error(..) )
-import Id      ( GenId, idType, mkInstId )
-import MatchEnv        ( lookupMEnv, insertMEnv )
-import Name    ( mkLocalName, getLocalName, Name )
-import Outputable
-import PprType ( GenClass, TyCon, GenType, GenTyVar )  
-import PprStyle        ( PprStyle(..) )
-import Pretty
-import RnHsSyn ( RnName{-instance NamedThing-} )
-import SpecEnv ( SpecEnv(..) )
-import SrcLoc  ( SrcLoc, mkUnknownSrcLoc )
-import Type    ( GenType, eqSimpleTy, instantiateTy,
-                 isTyVarTy, mkDictTy, splitForAllTy, splitSigmaTy,
-                 splitRhoTy, matchTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes,
+import Bag     ( emptyBag, unitBag, unionBags, unionManyBags,
+                 listToBag, consBag, Bag )
+import Class   ( classInstEnv,
+                 Class, ClassInstEnv 
+               )
+import MkId    ( mkUserLocal, mkSysLocal )
+import Id      ( Id, idType, mkId,
+                 GenIdSet, elementOfIdSet
+               )
+import PrelInfo        ( isStandardClass, isCcallishClass, isNoDictClass )
+import Name    ( OccName(..), Name, occNameString, getOccName )
+import PprType ( TyCon, pprConstraint )        
+import SpecEnv ( SpecEnv, lookupSpecEnv )
+import SrcLoc  ( SrcLoc )
+import Type    ( Type, ThetaType, instantiateTy, instantiateThetaTy,
+                 isTyVarTy, mkDictTy, splitForAllTys, splitSigmaTy,
+                 splitRhoTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes,
                  mkSynTy
                )
-import TyVar   ( unionTyVarSets, GenTyVar )
+import TyVar   ( zipTyVarEnv, lookupTyVarEnv, unionTyVarSets )
 import TysPrim   ( intPrimTy )
-import TysWiredIn ( intDataCon, integerTy )
-import Unique  ( showUnique, fromRationalClassOpKey, rationalTyConKey,
+import TysWiredIn ( intDataCon, integerTy, isIntTy, isIntegerTy, inIntRange )
+import Unique  ( fromRationalClassOpKey, rationalTyConKey,
                  fromIntClassOpKey, fromIntegerClassOpKey, Unique
                )
-import Util    ( panic, zipEqual, zipWithEqual, assoc, assertPanic, pprTrace{-ToDo:rm-} )
+import Maybes  ( MaybeErr, expectJust )
+import Util    ( thenCmp, zipWithEqual )
+import Outputable
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -82,12 +83,22 @@ type LIE s = Bag (Inst s)
 
 emptyLIE          = emptyBag
 unitLIE inst     = unitBag inst
+mkLIE insts      = listToBag insts
 plusLIE lie1 lie2 = lie1 `unionBags` lie2
 consLIE inst lie  = inst `consBag` lie
 plusLIEs lies    = unionManyBags lies
 
 zonkLIE :: LIE s -> NF_TcM s (LIE s)
 zonkLIE lie = mapBagNF_Tc zonkInst lie
+
+pprInsts :: [Inst s] -> SDoc
+pprInsts insts = parens (hsep (punctuate comma (map pprInst insts)))
+
+
+pprInstsInFull insts
+  = vcat (map go insts)
+  where
+    go inst = quotes (ppr inst) <+> pprOrigin inst
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -108,8 +119,8 @@ type Int, represented by
 data Inst s
   = Dict
        Unique
-       Class           -- The type of the dict is (c t), where
-       (TcType s)      -- c is the class and t the type;
+       Class           -- The type of the dict is (c ts), where
+       [TcType s]      -- c is the class and ts the types;
        (InstOrigin s)
        SrcLoc
 
@@ -127,15 +138,17 @@ data Inst s
                        --      should be instantiated.
                        -- These types must saturate the Id's foralls.
 
-       (TcRhoType s)   -- Cached: (type-of-id applied to inst_tys)
-                       -- If this type is (theta => tau) then the type of the Method
-                       -- is tau, and the method can be built by saying 
-                       --      id inst_tys dicts
-                       -- where dicts are constructed from theta
+       (TcThetaType s) -- The (types of the) dictionaries to which the function
+                       -- must be applied to get the method
+
+       (TcTauType s)   -- The type of the method
 
        (InstOrigin s)
        SrcLoc
 
+       -- INVARIANT: in (Method u f tys theta tau loc)
+       --      type of (f tys dicts(from theta)) = tau
+
   | LitInst
        Unique
        OverloadedLit
@@ -146,36 +159,137 @@ data Inst s
 data OverloadedLit
   = OverloadedIntegral  Integer        -- The number
   | OverloadedFractional Rational      -- The number
+\end{code}
+
+Ordering
+~~~~~~~~
+@Insts@ are ordered by their class/type info, rather than by their
+unique.  This allows the context-reduction mechanism to use standard finite
+maps to do their stuff.
+
+\begin{code}
+instance Ord (Inst s) where
+  compare = cmpInst
+
+instance Eq (Inst s) where
+  (==) i1 i2 = case i1 `cmpInst` i2 of
+                EQ    -> True
+                other -> False
+
+cmpInst  (Dict _ clas1 tys1 _ _) (Dict _ clas2 tys2 _ _)
+  = (clas1 `compare` clas2) `thenCmp` (tys1 `compare` tys2)
+cmpInst (Dict _ _ _ _ _) other
+  = LT
+
+
+cmpInst (Method _ _ _ _ _ _ _) (Dict _ _ _ _ _)
+  = GT
+cmpInst (Method _ id1 tys1 _ _ _ _) (Method _ id2 tys2 _ _ _ _)
+  = (id1 `compare` id2) `thenCmp` (tys1 `compare` tys2)
+cmpInst (Method _ _ _ _ _ _ _) other
+  = LT
+
+cmpInst (LitInst _ lit1 ty1 _ _) (LitInst _ lit2 ty2 _ _)
+  = (lit1 `cmpOverLit` lit2) `thenCmp` (ty1 `compare` ty2)
+cmpInst (LitInst _ _ _ _ _) other
+  = GT
+
+cmpOverLit (OverloadedIntegral   i1) (OverloadedIntegral   i2) = i1 `compare` i2
+cmpOverLit (OverloadedFractional f1) (OverloadedFractional f2) = f1 `compare` f2
+cmpOverLit (OverloadedIntegral _)    (OverloadedFractional _)  = LT
+cmpOverLit (OverloadedFractional _)  (OverloadedIntegral _)    = GT
+\end{code}
+
+
+Selection
+~~~~~~~~~
+\begin{code}
+instOrigin (Dict   u clas tys    origin loc) = origin
+instOrigin (Method u clas ty _ _ origin loc) = origin
+instOrigin (LitInst u lit ty     origin loc) = origin
+
+instLoc (Dict   u clas tys    origin loc) = loc
+instLoc (Method u clas ty _ _ origin loc) = loc
+instLoc (LitInst u lit ty     origin loc) = loc
+
+getDictClassTys (Dict u clas tys _ _) = (clas, tys)
+
+tyVarsOfInst :: Inst s -> TcTyVarSet s
+tyVarsOfInst (Dict _ _ tys _ _)        = tyVarsOfTypes  tys
+tyVarsOfInst (Method _ id tys _ _ _ _) = tyVarsOfTypes tys `unionTyVarSets` tcIdTyVars id
+                                        -- The id might not be a RealId; in the case of
+                                        -- locally-overloaded class methods, for example
+tyVarsOfInst (LitInst _ _ ty _ _)     = tyVarsOfType  ty
+\end{code}
+
+Predicates
+~~~~~~~~~~
+\begin{code}
+isDict :: Inst s -> Bool
+isDict (Dict _ _ _ _ _) = True
+isDict other           = False
+
+isMethodFor :: GenIdSet (TcType s) -> Inst s -> Bool
+isMethodFor ids (Method uniq (TcId id) tys _ _ orig loc) 
+  = id `elementOfIdSet` ids
+isMethodFor ids inst 
+  = False
 
-getInstOrigin (Dict   u clas ty     origin loc) = origin
-getInstOrigin (Method u clas ty rho origin loc) = origin
-getInstOrigin (LitInst u lit ty     origin loc) = origin
+isTyVarDict :: Inst s -> Bool
+isTyVarDict (Dict _ _ tys _ _) = all isTyVarTy tys
+isTyVarDict other             = False
+
+isStdClassTyVarDict (Dict _ clas [ty] _ _) = isStandardClass clas && isTyVarTy ty
+isStdClassTyVarDict other                 = False
 \end{code}
 
+Two predicates which deal with the case where class constraints don't
+necessarily result in bindings.  The first tells whether an @Inst@
+must be witnessed by an actual binding; the second tells whether an
+@Inst@ can be generalised over.
+
+\begin{code}
+instBindingRequired :: Inst s -> Bool
+instBindingRequired (Dict _ clas _ _ _) = not (isNoDictClass clas)
+instBindingRequired other              = True
+
+instCanBeGeneralised :: Inst s -> Bool
+instCanBeGeneralised (Dict _ clas _ _ _) = not (isCcallishClass clas)
+instCanBeGeneralised other              = True
+\end{code}
+
+
 Construction
 ~~~~~~~~~~~~
 
 \begin{code}
 newDicts :: InstOrigin s
-        -> [(Class, TcType s)]
+        -> TcThetaType s
         -> NF_TcM s (LIE s, [TcIdOcc s])
 newDicts orig theta
   = tcGetSrcLoc                                `thenNF_Tc` \ loc ->
-    tcGetUniques (length theta)                `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
-    let
-       mk_dict u (clas, ty) = Dict u clas ty orig loc
-       dicts = zipWithEqual "newDicts" mk_dict new_uniqs theta
-    in
-    returnNF_Tc (listToBag dicts, map instToId dicts)
+    newDictsAtLoc orig loc theta        `thenNF_Tc` \ (dicts, ids) ->
+    returnNF_Tc (listToBag dicts, ids)
+
+-- Local function, similar to newDicts, 
+-- but with slightly different interface
+newDictsAtLoc :: InstOrigin s
+              -> SrcLoc
+             -> TcThetaType s
+             -> NF_TcM s ([Inst s], [TcIdOcc s])
+newDictsAtLoc orig loc theta =
+ tcGetUniques (length theta)           `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
+ let
+  mk_dict u (clas, tys) = Dict u clas tys orig loc
+  dicts = zipWithEqual "newDictsAtLoc" mk_dict new_uniqs theta
+ in
+ returnNF_Tc (dicts, map instToId dicts)
+
+newDictFromOld :: Inst s -> Class -> [TcType s] -> NF_TcM s (Inst s)
+newDictFromOld (Dict _ _ _ orig loc) clas tys
+  = tcGetUnique              `thenNF_Tc` \ uniq ->
+    returnNF_Tc (Dict uniq clas tys orig loc)
 
-newDictsAtLoc orig loc theta   -- Local function, similar to newDicts, 
-                               -- but with slightly different interface
-  = tcGetUniques (length theta)                `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
-    let
-       mk_dict u (clas, ty) = Dict u clas ty orig loc
-       dicts = zipWithEqual "newDictsAtLoc" mk_dict new_uniqs theta
-    in
-    returnNF_Tc (dicts, map instToId dicts)
 
 newMethod :: InstOrigin s
          -> TcIdOcc s
@@ -184,74 +298,84 @@ newMethod :: InstOrigin s
 newMethod orig id tys
   =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
     (case id of
-       RealId id -> let (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType id)
+       RealId id -> let (tyvars, rho) = splitForAllTys (idType id)
                    in
-                   (if length tyvars /= length tys then pprTrace "newMethod" (ppr PprDebug (idType id)) else \x->x) $
-                   tcInstType (zip{-Equal "newMethod"-} tyvars tys) rho
-       TcId   id -> let (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType id)
-                   in returnNF_Tc (instantiateTy (zipEqual "newMethod(2)" tyvars tys) rho)
+                   ASSERT( length tyvars == length tys)
+                   tcInstType (zipTyVarEnv tyvars tys) rho
+
+       TcId   id -> tcSplitForAllTy (idType id)        `thenNF_Tc` \ (tyvars, rho) -> 
+                   returnNF_Tc (instantiateTy (zipTyVarEnv tyvars tys) rho)
     )                                          `thenNF_Tc` \ rho_ty ->
+    let
+       (theta, tau) = splitRhoTy rho_ty
+    in
         -- Our friend does the rest
-    newMethodWithGivenTy orig id tys rho_ty
+    newMethodWithGivenTy orig id tys theta tau
 
 
-newMethodWithGivenTy orig id tys rho_ty
+newMethodWithGivenTy orig id tys theta tau
   = tcGetSrcLoc                `thenNF_Tc` \ loc ->
     tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
     let
-       meth_inst = Method new_uniq id tys rho_ty orig loc
+       meth_inst = Method new_uniq id tys theta tau orig loc
     in
     returnNF_Tc (unitLIE meth_inst, instToId meth_inst)
 
-newMethodAtLoc :: InstOrigin s -> SrcLoc -> Id -> [TcType s] -> NF_TcM s (Inst s, TcIdOcc s)
+newMethodAtLoc :: InstOrigin s -> SrcLoc
+              -> Id -> [TcType s]
+              -> NF_TcM s (Inst s, TcIdOcc s)
 newMethodAtLoc orig loc real_id tys    -- Local function, similar to newMethod but with 
                                        -- slightly different interface
   =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
     let
-        (tyvars,rho) = splitForAllTy (idType real_id)
+        (tyvars,rho) = splitForAllTys (idType real_id)
     in
-    tcInstType (zipEqual "newMethodAtLoc" tyvars tys) rho `thenNF_Tc` \ rho_ty ->
-    tcGetUnique                                                  `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
+    tcInstType (zipTyVarEnv tyvars tys) rho    `thenNF_Tc` \ rho_ty ->
+    tcGetUnique                                        `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
     let
-       meth_inst = Method new_uniq (RealId real_id) tys rho_ty orig loc
+       (theta, tau) = splitRhoTy rho_ty
+       meth_inst    = Method new_uniq (RealId real_id) tys theta tau orig loc
     in
     returnNF_Tc (meth_inst, instToId meth_inst)
 
 newOverloadedLit :: InstOrigin s
                 -> OverloadedLit
                 -> TcType s
-                -> NF_TcM s (LIE s, TcIdOcc s)
-newOverloadedLit orig lit ty
+                -> NF_TcM s (TcExpr s, LIE s)
+newOverloadedLit orig (OverloadedIntegral i) ty
+  | isIntTy ty && inIntRange i         -- Short cut for Int
+  = returnNF_Tc (int_lit, emptyLIE)
+
+  | isIntegerTy ty                     -- Short cut for Integer
+  = returnNF_Tc (integer_lit, emptyLIE)
+
+  where
+    intprim_lit    = HsLitOut (HsIntPrim i) intPrimTy
+    integer_lit    = HsLitOut (HsInt i) integerTy
+    int_lit        = HsApp (HsVar (RealId intDataCon)) intprim_lit
+
+newOverloadedLit orig lit ty           -- The general case
   = tcGetSrcLoc                        `thenNF_Tc` \ loc ->
     tcGetUnique                        `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
     let
        lit_inst = LitInst new_uniq lit ty orig loc
     in
-    returnNF_Tc (unitLIE lit_inst, instToId lit_inst)
+    returnNF_Tc (HsVar (instToId lit_inst), unitLIE lit_inst)
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
 instToId :: Inst s -> TcIdOcc s
 instToId (Dict u clas ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u (mkDictTy clas ty) (mkLocalName u str False{-emph name-} loc))
-  where
-    str = SLIT("d.") _APPEND_ (getLocalName clas)
-instToId (Method u id tys rho_ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u tau_ty (mkLocalName u str False{-emph name-} loc))
+  = TcId (mkUserLocal occ u (mkDictTy clas ty) loc)
   where
-    (_, tau_ty) = splitRhoTy rho_ty    -- NB The method Id has just the tau type
-    str = SLIT("m.") _APPEND_ (getLocalName id)
+    occ = VarOcc (SLIT("d.") _APPEND_ (occNameString (getOccName clas)))
 
+instToId (Method u id tys theta tau orig loc)
+  = TcId (mkUserLocal (getOccName id) u tau loc)
+    
 instToId (LitInst u list ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u ty (mkLocalName u SLIT("lit") True{-emph uniq-} loc))
-\end{code}
-
-\begin{code}
-instType :: Inst s -> TcType s
-instType (Dict _ clas ty _ _)     = mkDictTy clas ty
-instType (LitInst _ _ ty _ _)     = ty
-instType (Method _ id tys ty _ _) = ty
+  = TcId (mkSysLocal SLIT("lit") u ty loc)
 \end{code}
 
 
@@ -263,14 +387,17 @@ need, and it's a lot of extra work.
 
 \begin{code}
 zonkInst :: Inst s -> NF_TcM s (Inst s)
-zonkInst (Dict u clas ty orig loc)
-  = zonkTcType ty                      `thenNF_Tc` \ new_ty ->
-    returnNF_Tc (Dict u clas new_ty orig loc)
-
-zonkInst (Method u id tys rho orig loc)                -- Doesn't zonk the id!
-  = mapNF_Tc zonkTcType tys            `thenNF_Tc` \ new_tys ->
-    zonkTcType rho                     `thenNF_Tc` \ new_rho ->
-    returnNF_Tc (Method u id new_tys new_rho orig loc)
+zonkInst (Dict u clas tys orig loc)
+  = zonkTcTypes        tys                     `thenNF_Tc` \ new_tys ->
+    returnNF_Tc (Dict u clas new_tys orig loc)
+
+zonkInst (Method u id tys theta tau orig loc) 
+  = zonkTcId id                        `thenNF_Tc` \ new_id ->
+      -- Essential to zonk the id in case it's a local variable
+    zonkTcTypes tys            `thenNF_Tc` \ new_tys ->
+    zonkTcThetaType theta      `thenNF_Tc` \ new_theta ->
+    zonkTcType tau             `thenNF_Tc` \ new_tau ->
+    returnNF_Tc (Method u new_id new_tys new_theta new_tau orig loc)
 
 zonkInst (LitInst u lit ty orig loc)
   = zonkTcType ty                      `thenNF_Tc` \ new_ty ->
@@ -278,68 +405,6 @@ zonkInst (LitInst u lit ty orig loc)
 \end{code}
 
 
-\begin{code}
-tyVarsOfInst :: Inst s -> TcTyVarSet s
-tyVarsOfInst (Dict _ _ ty _ _)        = tyVarsOfType  ty
-tyVarsOfInst (Method _ id tys rho _ _) = tyVarsOfTypes tys `unionTyVarSets` tcIdTyVars id
-                                        -- The id might not be a RealId; in the case of
-                                        -- locally-overloaded class methods, for example
-tyVarsOfInst (LitInst _ _ ty _ _)     = tyVarsOfType  ty
-\end{code}
-
-@matchesInst@ checks when two @Inst@s are instances of the same
-thing at the same type, even if their uniques differ.
-
-\begin{code}
-matchesInst :: Inst s -> Inst s -> Bool
-
-matchesInst (Dict _ clas1 ty1 _ _) (Dict _ clas2 ty2 _ _)
-  = clas1 == clas2 && ty1 `eqSimpleTy` ty2
-
-matchesInst (Method _ id1 tys1 _ _ _) (Method _ id2 tys2 _ _ _)
-  =  id1 == id2
-  && and (zipWith eqSimpleTy tys1 tys2)
-  && length tys1 == length tys2
-
-matchesInst (LitInst _ lit1 ty1 _ _) (LitInst _ lit2 ty2 _ _)
-  = lit1 `eq` lit2 && ty1 `eqSimpleTy` ty2
-  where
-    (OverloadedIntegral   i1) `eq` (OverloadedIntegral   i2) = i1 == i2
-    (OverloadedFractional f1) `eq` (OverloadedFractional f2) = f1 == f2
-    _                        `eq` _                         = False
-
-matchesInst other1 other2 = False
-\end{code}
-
-
-Predicates
-~~~~~~~~~~
-\begin{code}
-isDict :: Inst s -> Bool
-isDict (Dict _ _ _ _ _) = True
-isDict other           = False
-
-isTyVarDict :: Inst s -> Bool
-isTyVarDict (Dict _ _ ty _ _) = isTyVarTy ty
-isTyVarDict other            = False
-\end{code}
-
-Two predicates which deal with the case where class constraints don't
-necessarily result in bindings.  The first tells whether an @Inst@
-must be witnessed by an actual binding; the second tells whether an
-@Inst@ can be generalised over.
-
-\begin{code}
-instBindingRequired :: Inst s -> Bool
-instBindingRequired (Dict _ clas _ _ _) = not (isNoDictClass clas)
-instBindingRequired other              = True
-
-instCanBeGeneralised :: Inst s -> Bool
-instCanBeGeneralised (Dict _ clas _ _ _) = not (isCcallishClass clas)
-instCanBeGeneralised other              = True
-\end{code}
-
-
 Printing
 ~~~~~~~~
 ToDo: improve these pretty-printing things.  The ``origin'' is really only
@@ -347,36 +412,26 @@ relevant in error messages.
 
 \begin{code}
 instance Outputable (Inst s) where
-    ppr sty inst = ppr_inst sty ppNil (\ o l -> ppNil) inst
+    ppr inst = pprInst inst
 
-pprInst sty hdr inst = ppr_inst sty hdr (\ o l -> pprOrigin hdr o l sty) inst
+pprInst (LitInst u lit ty orig loc)
+  = hsep [case lit of
+             OverloadedIntegral   i -> integer i
+             OverloadedFractional f -> rational f,
+          ptext SLIT("at"),
+          ppr ty,
+          show_uniq u]
 
-ppr_inst sty hdr ppr_orig (LitInst u lit ty orig loc)
-  = ppHang (ppr_orig orig loc)
-        4 (ppCat [case lit of
-                     OverloadedIntegral   i -> ppInteger i
-                     OverloadedFractional f -> ppRational f,
-                  ppStr "at",
-                  ppr sty ty,
-                  show_uniq sty u])
+pprInst (Dict u clas tys orig loc) = pprConstraint clas tys <+> show_uniq u
 
-ppr_inst sty hdr ppr_orig (Dict u clas ty orig loc)
-  = ppHang (ppr_orig orig loc)
-        4 (ppCat [ppr sty clas, ppr sty ty, show_uniq sty u])
+pprInst (Method u id tys _ _ orig loc)
+  = hsep [ppr id, ptext SLIT("at"), 
+         interppSP tys,
+         show_uniq u]
 
-ppr_inst sty hdr ppr_orig (Method u id tys rho orig loc)
-  = ppHang (ppr_orig orig loc)
-        4 (ppCat [ppr sty id, ppStr "at", interppSP sty tys, show_uniq sty u])
-
-show_uniq PprDebug u = ppr PprDebug u
-show_uniq sty     u = ppNil
+show_uniq u = ifPprDebug (text "{-" <> ppr u <> text "-}")
 \end{code}
 
-Printing in error messages
-
-\begin{code}
-noInstanceErr inst sty = ppHang (ppPStr SLIT("No instance for:")) 4 (ppr sty inst)
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -385,7 +440,7 @@ noInstanceErr inst sty = ppHang (ppPStr SLIT("No instance for:")) 4 (ppr sty ins
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-type InstanceMapper = Class -> (ClassInstEnv, ClassOp -> SpecEnv)
+type InstanceMapper = Class -> ClassInstEnv
 \end{code}
 
 A @ClassInstEnv@ lives inside a class, and identifies all the instances
@@ -404,59 +459,69 @@ The "a" in the pattern must be one of the forall'd variables in
 the dfun type.
 
 \begin{code}
+data LookupInstResult s
+  = NoInstance
+  | SimpleInst (TcExpr s)              -- Just a variable, type application, or literal
+  | GenInst    [Inst s] (TcExpr s)     -- The expression and its needed insts
 lookupInst :: Inst s 
-          -> TcM s ([Inst s], 
-                    (TcIdOcc s, TcExpr s))     -- The new binding
+          -> NF_TcM s (LookupInstResult s)
 
 -- Dictionaries
 
-lookupInst dict@(Dict _ clas ty orig loc)
-  = case lookupMEnv matchTy (get_inst_env clas orig) ty of
-      Nothing  -> tcAddSrcLoc loc               $
-                  tcAddErrCtxt (pprOrigin ""{-hdr-} orig loc) $
-                  failTc (noInstanceErr dict)
+lookupInst dict@(Dict _ clas tys orig loc)
+  = case lookupSpecEnv (classInstEnv clas) tys of
 
-      Just (dfun_id, tenv) 
+      Just (tenv, dfun_id)
        -> let
-               (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType dfun_id)
-               ty_args       = map (assoc "lookupInst" tenv) tyvars
-               -- tenv should bind all the tyvars
+               (tyvars, rho) = splitForAllTys (idType dfun_id)
+               ty_args       = map (expectJust "Inst" . lookupTyVarEnv tenv) tyvars
+                               -- tenv should bind all the tyvars
           in
           tcInstType tenv rho          `thenNF_Tc` \ dfun_rho ->
           let
                (theta, tau) = splitRhoTy dfun_rho
+               ty_app       = mkHsTyApp (HsVar (RealId dfun_id)) ty_args
           in
+          if null theta then
+               returnNF_Tc (SimpleInst ty_app)
+          else
           newDictsAtLoc orig loc theta `thenNF_Tc` \ (dicts, dict_ids) ->
           let 
-               rhs = mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId dfun_id)) ty_args) dict_ids
+               rhs = mkHsDictApp ty_app dict_ids
           in
-          returnTc (dicts, (instToId dict, rhs))
+          returnNF_Tc (GenInst dicts rhs)
                             
+      Nothing  -> returnNF_Tc NoInstance
 
 -- Methods
 
-lookupInst inst@(Method _ id tys rho orig loc)
+lookupInst inst@(Method _ id tys theta _ orig loc)
   = newDictsAtLoc orig loc theta       `thenNF_Tc` \ (dicts, dict_ids) ->
-    returnTc (dicts, (instToId inst, mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) dict_ids))
-  where
-    (theta,_) = splitRhoTy rho
+    returnNF_Tc (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) dict_ids))
 
 -- Literals
 
 lookupInst inst@(LitInst u (OverloadedIntegral i) ty orig loc)
-  | i >= toInteger minInt && i <= toInteger maxInt
-  =    -- It's overloaded but small enough to fit into an Int
-    tcLookupGlobalValueByKey fromIntClassOpKey `thenNF_Tc` \ from_int ->
-    newMethodAtLoc orig loc from_int [ty]              `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], (instToId inst, HsApp (HsVar method_id) int_lit))
-
-  | otherwise 
-  =     -- Alas, it is overloaded and a big literal!
-    tcLookupGlobalValueByKey fromIntegerClassOpKey     `thenNF_Tc` \ from_integer ->
+  | isIntTy ty && in_int_range                 -- Short cut for Int
+  = returnNF_Tc (GenInst [] int_lit)
+       -- GenInst, not SimpleInst, because int_lit is actually a constructor application
+
+  | isIntegerTy ty                             -- Short cut for Integer
+  = returnNF_Tc (GenInst [] integer_lit)
+
+  | in_int_range                               -- It's overloaded but small enough to fit into an Int
+  = tcLookupGlobalValueByKey fromIntClassOpKey `thenNF_Tc` \ from_int ->
+    newMethodAtLoc orig loc from_int [ty]      `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
+    returnNF_Tc (GenInst [method_inst] (HsApp (HsVar method_id) int_lit))
+
+  | otherwise                                  -- Alas, it is overloaded and a big literal!
+  = tcLookupGlobalValueByKey fromIntegerClassOpKey     `thenNF_Tc` \ from_integer ->
     newMethodAtLoc orig loc from_integer [ty]          `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], (instToId inst, HsApp (HsVar method_id) (HsLitOut (HsInt i) integerTy)))
+    returnNF_Tc (GenInst [method_inst] (HsApp (HsVar method_id) integer_lit))
   where
+    in_int_range   = inIntRange i
     intprim_lit    = HsLitOut (HsIntPrim i) intPrimTy
+    integer_lit    = HsLitOut (HsInt i) integerTy
     int_lit        = HsApp (HsVar (RealId intDataCon)) intprim_lit
 
 lookupInst inst@(LitInst u (OverloadedFractional f) ty orig loc)
@@ -469,7 +534,7 @@ lookupInst inst@(LitInst u (OverloadedFractional f) ty orig loc)
        rational_lit = HsLitOut (HsFrac f) rational_ty
     in
     newMethodAtLoc orig loc from_rational [ty]         `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], (instToId inst, HsApp (HsVar method_id) rational_lit))
+    returnNF_Tc (GenInst [method_inst] (HsApp (HsVar method_id) rational_lit))
 \end{code}
 
 There is a second, simpler interface, when you want an instance of a
@@ -480,59 +545,17 @@ ambiguous dictionaries.
 \begin{code}
 lookupSimpleInst :: ClassInstEnv
                 -> Class
-                -> Type                        -- Look up (c,t)
-                -> TcM s [(Class,Type)]        -- Here are the needed (c,t)s
-
-lookupSimpleInst class_inst_env clas ty
-  = case (lookupMEnv matchTy class_inst_env ty) of
-      Nothing         -> failTc (noSimpleInst clas ty)
-      Just (dfun,tenv) -> returnTc [(c,instantiateTy tenv t) | (c,t) <- theta]
-                      where
-                         (_, theta, _) = splitSigmaTy (idType dfun)
-
-noSimpleInst clas ty sty
-  = ppSep [ppStr "No instance for class", ppQuote (ppr sty clas),
-          ppStr "at type", ppQuote (ppr sty ty)]
-\end{code}
-
-
-@mkInstSpecEnv@ is used to construct the @SpecEnv@ for a dfun.
-It does it by filtering the class's @InstEnv@.  All pretty shady stuff.
-
-\begin{code}
-mkInstSpecEnv clas inst_ty inst_tvs inst_theta = panic "mkInstSpecEnv"
-\end{code}
-
-\begin{pseudocode}
-mkInstSpecEnv :: Class                 -- class
-             -> Type                   -- instance type
-             -> [TyVarTemplate]        -- instance tyvars
-             -> ThetaType              -- superclasses dicts
-             -> SpecEnv                -- specenv for dfun of instance
-
-mkInstSpecEnv clas inst_ty inst_tvs inst_theta
-  = mkSpecEnv (catMaybes (map maybe_spec_info matches))
-  where
-    matches = matchMEnv matchTy (classInstEnv clas) inst_ty
-
-    maybe_spec_info (_, match_info, MkInstTemplate dfun _ [])
-      = Just (SpecInfo (map (assocMaybe match_info) inst_tvs) (length inst_theta) dfun)
-    maybe_spec_info (_, match_info, _)
-      = Nothing
-\end{pseudocode}
+                -> [Type]                      -- Look up (c,t)
+                -> NF_TcM s (Maybe ThetaType)          -- Here are the needed (c,t)s
 
+lookupSimpleInst class_inst_env clas tys
+  = case lookupSpecEnv class_inst_env tys of
+      Nothing   -> returnNF_Tc Nothing
 
-\begin{code}
-addClassInst
-    :: ClassInstEnv            -- Incoming envt
-    -> Type                    -- The instance type: inst_ty
-    -> Id                      -- Dict fun id to apply. Free tyvars of inst_ty must
-                               -- be the same as the forall'd tyvars of the dfun id.
-    -> MaybeErr
-         ClassInstEnv          -- Success
-         (Type, Id)            -- Offending overlap
-
-addClassInst inst_env inst_ty dfun_id = insertMEnv matchTy inst_env inst_ty dfun_id
+      Just (tenv, dfun)
+       -> returnNF_Tc (Just (instantiateThetaTy tenv theta))
+        where
+          (_, theta, _) = splitSigmaTy (idType dfun)
 \end{code}
 
 
@@ -563,23 +586,14 @@ data InstOrigin s
   | ArithSeqOrigin     RenamedArithSeqInfo -- [x..], [x..y] etc
 
   | SignatureOrigin            -- A dict created from a type signature
+  | Rank2Origin                        -- A dict created when typechecking the argument
+                               -- of a rank-2 typed function
 
   | DoOrigin                   -- The monad for a do expression
 
   | ClassDeclOrigin            -- Manufactured during a class decl
 
---     NO MORE!
---  | DerivingOrigin   InstanceMapper
---                     Class
---                     TyCon
-
-       -- During "deriving" operations we have an ever changing
-       -- mapping of classes to instances, so we record it inside the
-       -- origin information.  This is a bit of a hack, but it works
-       -- fine.  (Simon is to blame [WDP].)
-
-  | InstanceSpecOrigin InstanceMapper
-                       Class   -- in a SPECIALIZE instance pragma
+  | InstanceSpecOrigin Class   -- in a SPECIALIZE instance pragma
                        Type
 
        -- When specialising instances the instance info attached to
@@ -587,8 +601,6 @@ data InstOrigin s
        -- origin information.  This is a bit of a hack, but it works
        -- fine.  (Patrick is to blame [WDP].)
 
---  | DefaultDeclOrigin                -- Related to a `default' declaration
-
   | ValSpecOrigin      Name    -- in a SPECIALIZE pragma for a value
 
        -- Argument or result of a ccall
@@ -606,56 +618,45 @@ data InstOrigin s
 \end{code}
 
 \begin{code}
--- During deriving and instance specialisation operations
--- we can't get the instances of the class from inside the
--- class, because the latter ain't ready yet.  Instead we
--- find a mapping from classes to envts inside the dict origin.
-
-get_inst_env :: Class -> InstOrigin s -> ClassInstEnv
--- get_inst_env clas (DerivingOrigin inst_mapper _ _)
---  = fst (inst_mapper clas)
-get_inst_env clas (InstanceSpecOrigin inst_mapper _ _)
-  = fst (inst_mapper clas)
-get_inst_env clas other_orig = classInstEnv clas
-
-
-pprOrigin :: String -> InstOrigin s -> SrcLoc -> Error
-
-pprOrigin hdr orig locn
-  = addErrLoc locn hdr $ \ sty ->
-    case orig of
-      OccurrenceOf id ->
-        ppBesides [ppPStr SLIT("at a use of an overloaded identifier: `"),
-                  ppr sty id, ppChar '\'']
-      OccurrenceOfCon id ->
-        ppBesides [ppPStr SLIT("at a use of an overloaded constructor: `"),
-                  ppr sty id, ppChar '\'']
-      InstanceDeclOrigin ->
-       ppStr "in an instance declaration"
-      LiteralOrigin lit ->
-       ppCat [ppStr "at an overloaded literal:", ppr sty lit]
-      ArithSeqOrigin seq ->
-       ppCat [ppStr "at an arithmetic sequence:", ppr sty seq]
-      SignatureOrigin ->
-       ppStr "in a type signature"
-      DoOrigin ->
-       ppStr "in a do statement"
-      ClassDeclOrigin ->
-       ppStr "in a class declaration"
-      InstanceSpecOrigin _ clas ty ->
-       ppBesides [ppStr "in a SPECIALIZE instance pragma; class \"",
-                  ppr sty clas, ppStr "\" type: ", ppr sty ty]
-      ValSpecOrigin name ->
-       ppBesides [ppStr "in a SPECIALIZE user-pragma for `",
-                  ppr sty name, ppStr "'"]
-      CCallOrigin clabel Nothing{-ccall result-} ->
-       ppBesides [ppStr "in the result of the _ccall_ to `",
-                  ppStr clabel, ppStr "'"]
-      CCallOrigin clabel (Just arg_expr) ->
-       ppBesides [ppStr "in an argument in the _ccall_ to `",
-                 ppStr clabel, ppStr "', namely: ", ppr sty arg_expr]
-      LitLitOrigin s ->
-       ppBesides [ppStr "in this ``literal-literal'': ", ppStr s]
-      UnknownOrigin ->
-       ppStr "in... oops -- I don't know where the overloading came from!"
+pprOrigin :: Inst s -> SDoc
+pprOrigin inst
+  = hsep [text "arising from", pp_orig orig, text "at", ppr locn]
+  where
+    (orig, locn) = case inst of
+                       Dict _ _ _       orig loc -> (orig,loc)
+                       Method _ _ _ _ _ orig loc -> (orig,loc)
+                       LitInst _ _ _    orig loc -> (orig,loc)
+                       
+    pp_orig (OccurrenceOf id)
+       = hsep [ptext SLIT("use of"), quotes (ppr id)]
+    pp_orig (OccurrenceOfCon id)
+       = hsep [ptext SLIT("use of"), quotes (ppr id)]
+    pp_orig (LiteralOrigin lit)
+       = hsep [ptext SLIT("the literal"), quotes (ppr lit)]
+    pp_orig (InstanceDeclOrigin)
+       =  ptext SLIT("an instance declaration")
+    pp_orig (ArithSeqOrigin seq)
+       = hsep [ptext SLIT("the arithmetic sequence"), quotes (ppr seq)]
+    pp_orig (SignatureOrigin)
+       =  ptext SLIT("a type signature")
+    pp_orig (Rank2Origin)
+       =  ptext SLIT("a function with an overloaded argument type")
+    pp_orig (DoOrigin)
+       =  ptext SLIT("a do statement")
+    pp_orig (ClassDeclOrigin)
+       =  ptext SLIT("a class declaration")
+    pp_orig (InstanceSpecOrigin clas ty)
+       = hsep [text "a SPECIALIZE instance pragma; class",
+               quotes (ppr clas), text "type:", ppr ty]
+    pp_orig (ValSpecOrigin name)
+       = hsep [ptext SLIT("a SPECIALIZE user-pragma for"), quotes (ppr name)]
+    pp_orig (CCallOrigin clabel Nothing{-ccall result-})
+       = hsep [ptext SLIT("the result of the _ccall_ to"), quotes (text clabel)]
+    pp_orig (CCallOrigin clabel (Just arg_expr))
+       = hsep [ptext SLIT("an argument in the _ccall_ to"), quotes (text clabel) <> comma, 
+               text "namely", quotes (ppr arg_expr)]
+    pp_orig (LitLitOrigin s)
+       = hsep [ptext SLIT("the ``literal-literal''"), quotes (text s)]
+    pp_orig (UnknownOrigin)
+       = ptext SLIT("...oops -- I don't know where the overloading came from!")
 \end{code}