[project @ 1998-06-08 11:45:09 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcBinds.lhs
index 51b7301..cb56629 100644 (file)
@@ -1,76 +1,69 @@
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1995
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
 %
 \section[TcBinds]{TcBinds}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
+module TcBinds ( tcBindsAndThen, tcTopBindsAndThen, bindInstsOfLocalFuns,
+                tcPragmaSigs, checkSigTyVars, tcBindWithSigs, 
+                sigCtxt, TcSigInfo(..) ) where
 
-module TcBinds (
-       tcTopBindsAndThen, tcLocalBindsAndThen,
-       tcSigs, doSpecPragma
-    ) where
+#include "HsVersions.h"
 
---IMPORT_Trace         -- ToDo:rm (debugging)
+import {-# SOURCE #-} TcGRHSs ( tcGRHSsAndBinds )
+import {-# SOURCE #-} TcExpr  ( tcExpr )
 
-import TcMonad         -- typechecking monad machinery
-import TcMonadFns      ( newLocalsWithOpenTyVarTys,
-                         newLocalsWithPolyTyVarTys,
-                         newSpecPragmaId, newSpecId,
-                         applyTcSubstAndCollectTyVars
+import HsSyn           ( HsExpr(..), HsBinds(..), MonoBinds(..), Sig(..), InPat(..),
+                         collectMonoBinders, andMonoBinds
+                       )
+import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedSig, RenamedMonoBinds )
+import TcHsSyn         ( TcHsBinds, TcMonoBinds,
+                         TcIdOcc(..), TcIdBndr, 
+                         tcIdType
                        )
-import AbsSyn          -- the stuff being typechecked
 
-import AbsUniType      ( isTyVarTy, isGroundTy, isUnboxedDataType,
-                         isGroundOrTyVarTy, extractTyVarsFromTy,
-                         UniType
+import TcMonad
+import Inst            ( Inst, LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, InstOrigin(..),
+                         newDicts, tyVarsOfInst, instToId, newMethodWithGivenTy,
+                         zonkInst, pprInsts
                        )
-import BackSubst       ( applyTcSubstToBinds )
-import E
-import Errors          ( topLevelUnboxedDeclErr, specGroundnessErr,
-                         specCtxtGroundnessErr, Error(..), UnifyErrContext(..)
+import TcEnv           ( tcExtendLocalValEnv, tcLookupLocalValueOK,
+                         newLocalId, newSpecPragmaId,
+                         tcGetGlobalTyVars, tcExtendGlobalTyVars
                        )
-import GenSpecEtc      ( checkSigTyVars, genBinds, SignatureInfo(..) )
-import Id              ( getIdUniType, mkInstId )
-import IdInfo          ( SpecInfo(..) )
-import Inst
-import LIE             ( nullLIE, mkLIE, plusLIE, LIE )
-import Maybes          ( assocMaybe, catMaybes, Maybe(..) )
-import Spec            ( specTy )
-import TVE             ( nullTVE, TVE(..), UniqFM )
-import TcMonoBnds      ( tcMonoBinds )
-import TcPolyType      ( tcPolyType )
+import TcMatches       ( tcMatchesFun )
+import TcSimplify      ( tcSimplify, tcSimplifyAndCheck )
+import TcMonoType      ( tcHsType )
+import TcPat           ( tcPat )
 import TcSimplify      ( bindInstsOfLocalFuns )
-import Unify           ( unifyTauTy )
-import UniqFM          ( emptyUFM ) -- profiling, pragmas only
-import Util
+import TcType          ( TcType, TcThetaType, TcTauType, 
+                         TcTyVarSet, TcTyVar,
+                         newTyVarTy, newTcTyVar, tcInstSigType, tcInstSigTcType,
+                         zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcThetaType, zonkTcTyVar
+                       )
+import Unify           ( unifyTauTy, unifyTauTyLists )
+
+import Kind            ( isUnboxedTypeKind, mkTypeKind, isTypeKind, mkBoxedTypeKind )
+import MkId            ( mkUserId )
+import Id              ( idType, idName, idInfo, replaceIdInfo )
+import IdInfo          ( IdInfo, noIdInfo, setInlinePragInfo, InlinePragInfo(..) )
+import Maybes          ( maybeToBool, assocMaybe )
+import Name            ( getOccName, getSrcLoc, Name )
+import Type            ( mkTyVarTy, mkTyVarTys, isTyVarTy, tyVarsOfTypes,
+                         splitSigmaTy, mkForAllTys, mkFunTys, getTyVar, mkDictTy,
+                         splitRhoTy, mkForAllTy, splitForAllTys
+                       )
+import TyVar           ( TyVar, tyVarKind, mkTyVarSet, minusTyVarSet, emptyTyVarSet,
+                         elementOfTyVarSet, unionTyVarSets, tyVarSetToList
+                       )
+import Bag             ( bagToList, foldrBag, )
+import Util            ( isIn, hasNoDups, assoc )
+import Unique          ( Unique )
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), RecFlag(..) )
+import SrcLoc           ( SrcLoc )
+import Outputable
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Type-checking top-level bindings}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@tcBindsAndThen@ takes a boolean which indicates whether the binding
-group is at top level or not.  The difference from inner bindings is
-that
-\begin{enumerate}
-\item
-we zero the substitution before each group
-\item
-we back-substitute after each group.
-\end{enumerate}
-We still return an LIE, but it is sure to contain nothing but constant
-dictionaries, which we resolve at the module level.
-
-@tcTopBinds@ returns an LVE, not, as you might expect, a GVE.  Why?
-Because the monomorphism restriction means that is might return some
-monomorphic things, with free type variables.  Hence it must be an LVE.
-
-The LIE returned by @tcTopBinds@ may constrain some type variables,
-but they are guaranteed to be a subset of those free in the
-corresponding returned LVE.
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -78,7 +71,7 @@ corresponding returned LVE.
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-@tcBindsAndThen@ typechecks a @Binds@.  The "and then" part is because
+@tcBindsAndThen@ typechecks a @HsBinds@.  The "and then" part is because
 it needs to know something about the {\em usage} of the things bound,
 so that it can create specialisations of them.  So @tcBindsAndThen@
 takes a function which, given an extended environment, E, typechecks
@@ -89,7 +82,7 @@ specialising the things bound.
 @tcBindsAndThen@ also takes a "combiner" which glues together the
 bindings and the "thing" to make a new "thing".
 
-The real work is done by @tcBindAndThen@.
+The real work is done by @tcBindWithSigsAndThen@.
 
 Recursive and non-recursive binds are handled in essentially the same
 way: because of uniques there are no scoping issues left.  The only
@@ -100,55 +93,89 @@ to the LVE for the following reason.  When each individual binding is
 checked the type of its LHS is unified with that of its RHS; and
 type-checking the LHS of course requires that the binder is in scope.
 
-\begin{code}
-tcBindsAndThen 
-       :: Bool
-       -> E 
-       -> (TypecheckedBinds -> thing -> thing)         -- Combinator
-       -> RenamedBinds
-       -> (E -> TcM (thing, LIE, thing_ty))
-       -> TcM (thing, LIE, thing_ty)
-
-tcBindsAndThen top_level e combiner EmptyBinds do_next
-  = do_next e          `thenTc` \ (thing, lie, thing_ty) ->
-    returnTc (combiner EmptyBinds thing, lie, thing_ty)
-
-tcBindsAndThen top_level e combiner (SingleBind bind) do_next
-  = tcBindAndThen top_level e combiner bind [] do_next
-
-tcBindsAndThen top_level e combiner (BindWith bind sigs) do_next
-  = tcBindAndThen top_level e combiner bind sigs do_next
-
-tcBindsAndThen top_level e combiner (ThenBinds binds1 binds2) do_next
-  = tcBindsAndThen top_level e combiner binds1 new_after
-  where
-    -- new_after :: E -> TcM (thing, LIE, thing_ty)
-    -- Can't write this signature, cos it's monomorphic in thing and
-    -- thing_ty.
-    new_after e = tcBindsAndThen top_level e combiner binds2 do_next
-\end{code}
+At the top-level the LIE is sure to contain nothing but constant
+dictionaries, which we resolve at the module level.
 
-Simple wrappers for export:
 \begin{code}
-tcTopBindsAndThen
-       :: E
-       -> (TypecheckedBinds -> thing -> thing)         -- Combinator
-       -> RenamedBinds 
-       -> (E -> TcM (thing, LIE, anything))
-       -> TcM (thing, LIE, anything)
-
-tcTopBindsAndThen e combiner binds do_next
-  = tcBindsAndThen True e combiner binds do_next
-
-tcLocalBindsAndThen
-       :: E 
-       -> (TypecheckedBinds -> thing -> thing)         -- Combinator
-       -> RenamedBinds 
-       -> (E -> TcM (thing, LIE, thing_ty))
-       -> TcM (thing, LIE, thing_ty)
-
-tcLocalBindsAndThen e combiner binds do_next
-  = tcBindsAndThen False e combiner  binds do_next
+tcTopBindsAndThen, tcBindsAndThen
+       :: (RecFlag -> TcMonoBinds s -> this -> that)           -- Combinator
+       -> RenamedHsBinds
+       -> TcM s (this, LIE s)
+       -> TcM s (that, LIE s)
+
+tcTopBindsAndThen = tc_binds_and_then TopLevel
+tcBindsAndThen    = tc_binds_and_then NotTopLevel
+
+tc_binds_and_then top_lvl combiner binds do_next
+  = tcBinds top_lvl binds      `thenTc` \ (mbinds1, binds_lie, env, ids) ->
+    tcSetEnv env               $
+
+       -- Now do whatever happens next, in the augmented envt
+    do_next                    `thenTc` \ (thing, thing_lie) ->
+
+       -- Create specialisations of functions bound here
+       -- Nota Bene: we glom the bindings all together in a single
+       -- recursive group ("recursive" passed to combiner, below)
+       -- so that we can do thsi bindInsts thing once for all the bindings
+       -- and the thing inside.  This saves a quadratic-cost algorithm
+       -- when there's a long sequence of bindings.
+    bindInstsOfLocalFuns (binds_lie `plusLIE` thing_lie) ids   `thenTc` \ (final_lie, mbinds2) ->
+
+       -- All done
+    let
+       final_mbinds = mbinds1 `AndMonoBinds` mbinds2
+    in
+    returnTc (combiner Recursive final_mbinds thing, final_lie)
+
+tcBinds :: TopLevelFlag
+       -> RenamedHsBinds
+       -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s, TcEnv s, [TcIdBndr s])
+          -- The envt is the envt with binders in scope
+          -- The binders are those bound by this group of bindings
+
+tcBinds top_lvl EmptyBinds
+  = tcGetEnv           `thenNF_Tc` \ env ->
+    returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, env, [])
+
+  -- Short-cut for the rather common case of an empty bunch of bindings
+tcBinds top_lvl (MonoBind EmptyMonoBinds sigs is_rec)
+  = tcGetEnv           `thenNF_Tc` \ env ->
+    returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, env, [])
+
+tcBinds top_lvl (ThenBinds binds1 binds2)
+  = tcBinds top_lvl binds1       `thenTc` \ (mbinds1, lie1, env1, ids1) ->
+    tcSetEnv env1                $
+    tcBinds top_lvl binds2       `thenTc` \ (mbinds2, lie2, env2, ids2) ->
+    returnTc (mbinds1 `AndMonoBinds` mbinds2, lie1 `plusLIE` lie2, env2, ids1++ids2)
+    
+tcBinds top_lvl (MonoBind bind sigs is_rec)
+  = fixTc (\ ~(prag_info_fn, _) ->
+       -- This is the usual prag_info fix; the PragmaInfo field of an Id
+       -- is not inspected till ages later in the compiler, so there
+       -- should be no black-hole problems here.
+
+       -- TYPECHECK THE SIGNATURES
+      mapTc tcTySig ty_sigs            `thenTc` \ tc_ty_sigs ->
+  
+      tcBindWithSigs top_lvl binder_names bind 
+                    tc_ty_sigs is_rec prag_info_fn     `thenTc` \ (poly_binds, poly_lie, poly_ids) ->
+  
+         -- Extend the environment to bind the new polymorphic Ids
+      tcExtendLocalValEnv binder_names poly_ids $
+  
+         -- Build bindings and IdInfos corresponding to user pragmas
+      tcPragmaSigs sigs                        `thenTc` \ (prag_info_fn, prag_binds, prag_lie) ->
+  
+         -- Catch the environment and return
+      tcGetEnv                      `thenNF_Tc` \ env ->
+      returnTc (prag_info_fn, (poly_binds `AndMonoBinds` prag_binds, 
+                              poly_lie `plusLIE` prag_lie, 
+                              env, poly_ids)
+    ) )                                        `thenTc` \ (_, result) ->
+    returnTc result
+  where
+    binder_names = map fst (bagToList (collectMonoBinders bind))
+    ty_sigs      = [sig  | sig@(Sig name _ _) <- sigs]
 \end{code}
 
 An aside.  The original version of @tcBindsAndThen@ which lacks a
@@ -158,326 +185,408 @@ at a different type to the definition itself.  There aren't too many
 examples of this, which is why I thought it worth preserving! [SLPJ]
 
 \begin{pseudocode}
-tcBindsAndThen 
-       :: Bool -> E -> RenamedBinds
-       -> (E -> TcM (thing, LIE, thing_ty))
-       -> TcM ((TypecheckedBinds, thing), LIE, thing_ty)
+tcBindsAndThen
+       :: RenamedHsBinds
+       -> TcM s (thing, LIE s, thing_ty))
+       -> TcM s ((TcHsBinds s, thing), LIE s, thing_ty)
 
-tcBindsAndThen top_level e EmptyBinds do_next
-  = do_next e          `thenTc` \ (thing, lie, thing_ty) ->
+tcBindsAndThen EmptyBinds do_next
+  = do_next            `thenTc` \ (thing, lie, thing_ty) ->
     returnTc ((EmptyBinds, thing), lie, thing_ty)
 
-tcBindsAndThen top_level e (SingleBind bind) do_next
-  = tcBindAndThen top_level e bind [] do_next
-
-tcBindsAndThen top_level e (BindWith bind sigs) do_next
-  = tcBindAndThen top_level e bind sigs do_next
-
-tcBindsAndThen top_level e (ThenBinds binds1 binds2) do_next
-  = tcBindsAndThen top_level e binds1 new_after
+tcBindsAndThen (ThenBinds binds1 binds2) do_next
+  = tcBindsAndThen binds1 (tcBindsAndThen binds2 do_next)
        `thenTc` \ ((binds1', (binds2', thing')), lie1, thing_ty) ->
 
     returnTc ((binds1' `ThenBinds` binds2', thing'), lie1, thing_ty)
 
-  where
-    -- new_after :: E -> TcM ((TypecheckedBinds, thing), LIE, thing_ty)
-    -- Can't write this signature, cos it's monomorphic in thing and thing_ty
-    new_after e = tcBindsAndThen top_level e binds2 do_next
+tcBindsAndThen (MonoBind bind sigs is_rec) do_next
+  = tcBindAndThen bind sigs do_next
 \end{pseudocode}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Bind}
+\subsection{tcBindWithSigs}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+@tcBindWithSigs@ deals with a single binding group.  It does generalisation,
+so all the clever stuff is in here.
+
+* binder_names and mbind must define the same set of Names
+
+* The Names in tc_ty_sigs must be a subset of binder_names
+
+* The Ids in tc_ty_sigs don't necessarily have to have the same name
+  as the Name in the tc_ty_sig
+
 \begin{code}
-tcBindAndThen
-       :: Bool                                           -- At top level
-       -> E 
-       -> (TypecheckedBinds -> thing -> thing)           -- Combinator
-       -> RenamedBind                                    -- The Bind to typecheck
-       -> [RenamedSig]                                   -- ...and its signatures
-       -> (E -> TcM (thing, LIE, thing_ty))              -- Thing to type check in
-                                                         -- augmented envt
-       -> TcM (thing, LIE, thing_ty)                     -- Results, incl the 
-
-tcBindAndThen top_level e combiner bind sigs do_next
-  =    -- Deal with the bind
-    tcBind top_level e bind sigs    `thenTc` \ (poly_binds, poly_lie, poly_lve) ->
+tcBindWithSigs 
+       :: TopLevelFlag
+       -> [Name]
+       -> RenamedMonoBinds
+       -> [TcSigInfo s]
+       -> RecFlag
+       -> (Name -> IdInfo)
+       -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s, [TcIdBndr s])
+
+tcBindWithSigs top_lvl binder_names mbind tc_ty_sigs is_rec prag_info_fn
+  = recoverTc (
+       -- If typechecking the binds fails, then return with each
+       -- signature-less binder given type (forall a.a), to minimise subsequent
+       -- error messages
+       newTcTyVar mkBoxedTypeKind              `thenNF_Tc` \ alpha_tv ->
+       let
+         forall_a_a = mkForAllTy alpha_tv (mkTyVarTy alpha_tv)
+         poly_ids   = map mk_dummy binder_names
+         mk_dummy name = case maybeSig tc_ty_sigs name of
+                           Just (TySigInfo _ poly_id _ _ _ _) -> poly_id       -- Signature
+                           Nothing -> mkUserId name forall_a_a                 -- No signature
+       in
+       returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, poly_ids)
+    ) $
+
+       -- Create a new identifier for each binder, with each being given
+       -- a fresh unique, and a type-variable type.
+       -- For "mono_lies" see comments about polymorphic recursion at the 
+       -- end of the function.
+    mapAndUnzipNF_Tc mk_mono_id binder_names   `thenNF_Tc` \ (mono_lies, mono_ids) ->
+    let
+       mono_lie = plusLIEs mono_lies
+       mono_id_tys = map idType mono_ids
+    in
 
-       -- Now do whatever happens next, in the augmented envt
-    do_next (growE_LVE e poly_lve)  `thenTc` \ (thing, thing_lie, thing_ty) ->
+       -- TYPECHECK THE BINDINGS
+    tcMonoBinds mbind binder_names mono_ids tc_ty_sigs `thenTc` \ (mbind', lie) ->
+
+       -- CHECK THAT THE SIGNATURES MATCH
+       -- (must do this before getTyVarsToGen)
+    checkSigMatch tc_ty_sigs                           `thenTc` \ sig_theta ->
+       
+       -- COMPUTE VARIABLES OVER WHICH TO QUANTIFY, namely tyvars_to_gen
+       -- The tyvars_not_to_gen are free in the environment, and hence
+       -- candidates for generalisation, but sometimes the monomorphism
+       -- restriction means we can't generalise them nevertheless
+    getTyVarsToGen is_unrestricted mono_id_tys lie     `thenNF_Tc` \ (tyvars_not_to_gen, tyvars_to_gen) ->
+
+       -- DEAL WITH TYPE VARIABLE KINDS
+       -- **** This step can do unification => keep other zonking after this ****
+    mapTc defaultUncommittedTyVar (tyVarSetToList tyvars_to_gen)  `thenTc` \ real_tyvars_to_gen_list ->
     let
-       bound_ids = map snd poly_lve
+       real_tyvars_to_gen = mkTyVarSet real_tyvars_to_gen_list
+               -- It's important that the final list 
+               -- (real_tyvars_to_gen and real_tyvars_to_gen_list) is fully
+               -- zonked, *including boxity*, because they'll be included in the forall types of
+               -- the polymorphic Ids, and instances of these Ids will be generated from them.
+               -- 
+               -- Also NB that tcSimplify takes zonked tyvars as its arg, hence we pass
+               -- real_tyvars_to_gen
     in
-       -- Create specialisations
-    specialiseBinds bound_ids thing_lie poly_binds poly_lie
-                                   `thenNF_Tc` \ (final_binds, final_lie) ->
-       -- All done
-    returnTc (combiner final_binds thing, final_lie, thing_ty)
-\end{code}
 
-\begin{code}
-tcBind :: Bool -> E 
-       -> RenamedBind -> [RenamedSig]
-       -> TcM (TypecheckedBinds, LIE, LVE)     -- LIE is a fixed point of substitution
+       -- SIMPLIFY THE LIE
+    tcExtendGlobalTyVars (tyVarSetToList tyvars_not_to_gen) (
+       if null tc_ty_sigs then
+               -- No signatures, so just simplify the lie
+               -- NB: no signatures => no polymorphic recursion, so no
+               -- need to use mono_lies (which will be empty anyway)
+           tcSimplify (text "tcBinds1" <+> ppr binder_names)
+                      top_lvl real_tyvars_to_gen lie   `thenTc` \ (lie_free, dict_binds, lie_bound) ->
+           returnTc (lie_free, dict_binds, map instToId (bagToList lie_bound))
+
+       else
+           zonkTcThetaType sig_theta                   `thenNF_Tc` \ sig_theta' ->
+           newDicts SignatureOrigin sig_theta'         `thenNF_Tc` \ (dicts_sig, dict_ids) ->
+               -- It's important that sig_theta is zonked, because
+               -- dict_id is later used to form the type of the polymorphic thing,
+               -- and forall-types must be zonked so far as their bound variables
+               -- are concerned
+
+           let
+               -- The "givens" is the stuff available.  We get that from
+               -- the context of the type signature, BUT ALSO the mono_lie
+               -- so that polymorphic recursion works right (see comments at end of fn)
+               givens = dicts_sig `plusLIE` mono_lie
+           in
+
+               -- Check that the needed dicts can be expressed in
+               -- terms of the signature ones
+           tcAddErrCtxt  (bindSigsCtxt tysig_names) $
+           tcSimplifyAndCheck
+               (ptext SLIT("type signature for") <+> 
+                hsep (punctuate comma (map (quotes . ppr) binder_names)))
+               real_tyvars_to_gen givens lie           `thenTc` \ (lie_free, dict_binds) ->
+
+           returnTc (lie_free, dict_binds, dict_ids)
+
+    )                                          `thenTc` \ (lie_free, dict_binds, dicts_bound) ->
+
+    ASSERT( not (any (isUnboxedTypeKind . tyVarKind) real_tyvars_to_gen_list) )
+               -- The instCantBeGeneralised stuff in tcSimplify should have
+               -- already raised an error if we're trying to generalise an unboxed tyvar
+               -- (NB: unboxed tyvars are always introduced along with a class constraint)
+               -- and it's better done there because we have more precise origin information.
+               -- That's why we just use an ASSERT here.
+
+        -- BUILD THE POLYMORPHIC RESULT IDs
+    zonkTcTypes mono_id_tys                    `thenNF_Tc` \ zonked_mono_id_types ->
+    let
+       exports  = zipWith3 mk_export binder_names mono_ids zonked_mono_id_types
+       dict_tys = map tcIdType dicts_bound
+
+       mk_export binder_name mono_id zonked_mono_id_ty
+         = (tyvars, TcId (replaceIdInfo poly_id (prag_info_fn binder_name)), TcId mono_id)
+         where
+           (tyvars, poly_id) = case maybeSig tc_ty_sigs binder_name of
+                                 Just (TySigInfo _ sig_poly_id sig_tyvars _ _ _) -> (sig_tyvars, sig_poly_id)
+                                 Nothing ->                            (real_tyvars_to_gen_list, new_poly_id)
+
+           new_poly_id = mkUserId binder_name poly_ty
+           poly_ty     = mkForAllTys real_tyvars_to_gen_list $ mkFunTys dict_tys $ zonked_mono_id_ty
+                               -- It's important to build a fully-zonked poly_ty, because
+                               -- we'll slurp out its free type variables when extending the
+                               -- local environment (tcExtendLocalValEnv); if it's not zonked
+                               -- it appears to have free tyvars that aren't actually free at all.
+    in
 
-tcBind False e bind sigs                       -- Not top level
-  = tcBind_help False e bind sigs
+        -- BUILD RESULTS
+    returnTc (
+        AbsBinds real_tyvars_to_gen_list
+                 dicts_bound
+                 exports
+                 (dict_binds `AndMonoBinds` mbind'),
+        lie_free,
+        [poly_id | (_, TcId poly_id, _) <- exports]
+    )
+  where
+    no_of_binders = length binder_names
+
+    mk_mono_id binder_name
+      |  theres_a_signature    -- There's a signature; and it's overloaded, 
+      && not (null sig_theta)  -- so make a Method
+      = tcAddSrcLoc sig_loc $
+       newMethodWithGivenTy SignatureOrigin 
+               (TcId poly_id) (mkTyVarTys sig_tyvars) 
+               sig_theta sig_tau                       `thenNF_Tc` \ (mono_lie, TcId mono_id) ->
+                                                       -- A bit turgid to have to strip the TcId
+       returnNF_Tc (mono_lie, mono_id)
+
+      | otherwise              -- No signature or not overloaded; 
+      = tcAddSrcLoc (getSrcLoc binder_name) $
+       (if theres_a_signature then
+               returnNF_Tc sig_tau     -- Non-overloaded signature; use its type
+        else
+               newTyVarTy kind         -- No signature; use a new type variable
+       )                                       `thenNF_Tc` \ mono_id_ty ->
+
+       newLocalId (getOccName binder_name) mono_id_ty  `thenNF_Tc` \ mono_id ->
+       returnNF_Tc (emptyLIE, mono_id)
+      where
+       maybe_sig          = maybeSig tc_ty_sigs binder_name
+       theres_a_signature = maybeToBool maybe_sig
+       Just (TySigInfo name poly_id sig_tyvars sig_theta sig_tau sig_loc) = maybe_sig
 
-tcBind True  e bind sigs                       -- Top level!
-  = pruneSubstTc (tvOfE e) (
+    tysig_names     = [name | (TySigInfo name _ _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
+    is_unrestricted = isUnRestrictedGroup tysig_names mbind
 
-        -- DO THE WORK
-    tcBind_help True e bind sigs       `thenTc` \ (new_binds, lie, lve) ->
+    kind = case is_rec of
+            Recursive -> mkBoxedTypeKind       -- Recursive, so no unboxed types
+            NonRecursive -> mkTypeKind         -- Non-recursive, so we permit unboxed types
+\end{code}
 
-{-  Top-level unboxed values are now allowed
-    They will be lifted by the Desugarer (see CoreLift.lhs)
+Polymorphic recursion
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The game plan for polymorphic recursion in the code above is 
 
-       -- CHECK FOR PRIMITIVE TOP-LEVEL BINDS
-       listTc [ checkTc (isUnboxedDataType (getIdUniType id))
-                        (topLevelUnboxedDeclErr id (getSrcLoc id))
-              | (_,id) <- lve ]        `thenTc_`
--}
+       * Bind any variable for which we have a type signature
+         to an Id with a polymorphic type.  Then when type-checking 
+         the RHSs we'll make a full polymorphic call.
 
-    -- Back-substitute over the binds, since we are about to discard
-    -- a good chunk of the substitution.
-    applyTcSubstToBinds new_binds      `thenNF_Tc` \ final_binds ->
+This fine, but if you aren't a bit careful you end up with a horrendous
+amount of partial application and (worse) a huge space leak. For example:
 
-    -- The lie is already a fixed point of the substitution; it just turns out
-    -- that almost always this happens automatically, and so we made it part of
-    -- the specification of genBinds.
-    returnTc (final_binds, lie, lve)
-    )
-\end{code}
+       f :: Eq a => [a] -> [a]
+       f xs = ...f...
 
-\begin{code}
-tcBind_help top_level e bind sigs
-  =    -- Create an LVE binding each identifier to an appropriate type variable
-    new_locals binders         `thenNF_Tc` \ bound_ids ->
-    let  lve = binders `zip` bound_ids  in
-
-       -- Now deal with type signatures, if any
-    tcSigs e lve sigs          `thenTc`    \ sig_info ->
-
-       -- Check the bindings: this is the point at which we can use
-       -- error recovery.  If checking the bind fails we just
-       -- return the empty bindings.  The variables will still be in
-       -- scope, but bound to completely free type variables, which
-       -- is just what we want to minimise subsequent error messages.
-    recoverTc (NonRecBind EmptyMonoBinds, nullLIE)
-             (tc_bind (growE_LVE e lve) bind)  `thenNF_Tc` \ (bind', lie) ->
-
-       -- Notice that genBinds gets the old (non-extended) environment
-    genBinds top_level e bind' lie lve sig_info        `thenTc` \ (binds', lie, lve) ->
-
-       -- Add bindings corresponding to SPECIALIZE pragmas in the code
-    mapAndUnzipTc (doSpecPragma e (assoc "doSpecPragma" lve))
-                 (get_spec_pragmas sig_info)
-                       `thenTc` \ (spec_binds_s, spec_lie_s) ->
-
-    returnTc (binds' `ThenBinds` (SingleBind (NonRecBind (
-               foldr AndMonoBinds EmptyMonoBinds spec_binds_s))),
-             lie `plusLIE` (foldr plusLIE nullLIE spec_lie_s),
-             lve)
-  where
-    binders = collectBinders bind
+If we don't take care, after typechecking we get
 
-    new_locals binders
-      = case bind of
-         NonRecBind _ -> -- Recursive, so no unboxed types
-                         newLocalsWithOpenTyVarTys binders
+       f = /\a -> \d::Eq a -> let f' = f a d
+                              in
+                              \ys:[a] -> ...f'...
 
-         RecBind _    -> -- Non-recursive, so we permit unboxed types
-                         newLocalsWithPolyTyVarTys binders
+Notice the the stupid construction of (f a d), which is of course
+identical to the function we're executing.  In this case, the
+polymorphic recursion ins't being used (but that's a very common case).
 
-    get_spec_pragmas sig_info
-      = catMaybes (map get_pragma_maybe sig_info)
-      where
-       get_pragma_maybe s@(ValSpecInfo _ _ _ _) = Just s
-       get_pragma_maybe _                       = Nothing
-\end{code}
+This can lead to a massive space leak, from the following top-level defn:
 
-\begin{verbatim}
-       f :: Ord a => [a] -> b -> b
-       {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b #-}
-\end{verbatim}
-We generate:
-\begin{verbatim}
-       f@Int = /\ b -> let d1 = ...
-                       in f Int b d1
+       ff :: [Int] -> [Int]
+       ff = f dEqInt
 
+Now (f dEqInt) evaluates to a lambda that has f' as a free variable; but
+f' is another thunk which evaluates to the same thing... and you end
+up with a chain of identical values all hung onto by the CAF ff.
 
-       h :: Ord a => [a] -> b -> b
-       {-# SPECIALIZE h :: [Int] -> b -> b #-}
+Solution: when typechecking the RHSs we always have in hand the
+*monomorphic* Ids for each binding.  So we just need to make sure that
+if (Method f a d) shows up in the constraints emerging from (...f...)
+we just use the monomorphic Id.  We achieve this by adding monomorphic Ids
+to the "givens" when simplifying constraints.  Thats' what the "mono_lies"
+is doing.
 
-       spec_h = /\b -> h [Int] b dListOfInt
-                       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ This bit created by specId
-\end{verbatim}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{getTyVarsToGen}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@getTyVarsToGen@ decides what type variables generalise over.
+
+For a "restricted group" -- see the monomorphism restriction
+for a definition -- we bind no dictionaries, and
+remove from tyvars_to_gen any constrained type variables
+
+*Don't* simplify dicts at this point, because we aren't going
+to generalise over these dicts.  By the time we do simplify them
+we may well know more.  For example (this actually came up)
+       f :: Array Int Int
+       f x = array ... xs where xs = [1,2,3,4,5]
+We don't want to generate lots of (fromInt Int 1), (fromInt Int 2)
+stuff.  If we simplify only at the f-binding (not the xs-binding)
+we'll know that the literals are all Ints, and we can just produce
+Int literals!
+
+Find all the type variables involved in overloading, the
+"constrained_tyvars".  These are the ones we *aren't* going to
+generalise.  We must be careful about doing this:
+
+ (a) If we fail to generalise a tyvar which is not actually
+       constrained, then it will never, ever get bound, and lands
+       up printed out in interface files!  Notorious example:
+               instance Eq a => Eq (Foo a b) where ..
+       Here, b is not constrained, even though it looks as if it is.
+       Another, more common, example is when there's a Method inst in
+       the LIE, whose type might very well involve non-overloaded
+       type variables.
+
+ (b) On the other hand, we mustn't generalise tyvars which are constrained,
+       because we are going to pass on out the unmodified LIE, with those
+       tyvars in it.  They won't be in scope if we've generalised them.
+
+So we are careful, and do a complete simplification just to find the
+constrained tyvars. We don't use any of the results, except to
+find which tyvars are constrained.
 
 \begin{code}
-doSpecPragma :: E
-            -> (Name -> Id)
-            -> SignatureInfo
-            -> TcM (TypecheckedMonoBinds, LIE)
-
-doSpecPragma e name_to_id (ValSpecInfo name spec_ty using src_loc)
-  = let
-       main_id = name_to_id name    -- Get the parent Id
-
-       main_id_ty = getIdUniType main_id
-       main_id_free_tyvars = extractTyVarsFromTy main_id_ty
-       origin = ValSpecOrigin name src_loc
-       err_ctxt = ValSpecSigCtxt name spec_ty src_loc
+getTyVarsToGen is_unrestricted mono_id_tys lie
+  = tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ free_tyvars ->
+    zonkTcTypes mono_id_tys            `thenNF_Tc` \ zonked_mono_id_tys ->
+    let
+       tyvars_to_gen = tyVarsOfTypes zonked_mono_id_tys `minusTyVarSet` free_tyvars
     in
-    addSrcLocTc src_loc                 (
-    specTy origin spec_ty `thenNF_Tc` \ (spec_tyvars, spec_dicts, spec_tau) ->
-
-       -- Check that the SPECIALIZE pragma had an empty context
-    checkTc (not (null spec_dicts))
-           (panic "SPECIALIZE non-empty context (ToDo: msg)") `thenTc_`
-
-       -- Make an instance of this id
-    specTy origin main_id_ty `thenNF_Tc` \ (main_tyvars, main_dicts, main_tau) ->
-
-       -- Check that the specialised type is indeed an instance of
-       -- the inferred type.
-       -- The unification should leave all type vars which are
-       -- currently free in the environment still free, and likewise
-       -- the signature type vars.
-       -- The only way type vars free in the envt could possibly be affected
-       -- is if main_id_ty has free type variables.  So we just extract them,
-       -- and check that they are not constrained in any way by the unification.
-    applyTcSubstAndCollectTyVars main_id_free_tyvars  `thenNF_Tc` \ free_tyvars' ->
-    unifyTauTy spec_tau main_tau err_ctxt   `thenTc_`
-    checkSigTyVars [] (spec_tyvars ++ free_tyvars')
-                  spec_tau main_tau err_ctxt `thenTc_`
-
-       -- Check that the type variables of the polymorphic function are
-       -- either left polymorphic, or instantiate to ground type.
-       -- Also check that the overloaded type variables are instantiated to
-       -- ground type; or equivalently that all dictionaries have ground type
-    applyTcSubstToTyVars main_tyvars   `thenNF_Tc` \ main_arg_tys ->
-    applyTcSubstToInsts  main_dicts    `thenNF_Tc` \ main_dicts' ->
-
-    checkTc (not (all isGroundOrTyVarTy main_arg_tys))
-           (specGroundnessErr err_ctxt main_arg_tys)
-                                       `thenTc_`
-
-    checkTc (not (and [isGroundTy ty | (_,ty) <- map getDictClassAndType main_dicts']))
-           (specCtxtGroundnessErr err_ctxt main_dicts')
-                                       `thenTc_`
-
-       -- Build a suitable binding; depending on whether we were given
-       -- a value (Maybe Name) to be used as the specialisation.
-    case using of
-      Nothing ->
-
-           -- Make a specPragmaId to which to bind the new call-instance
-       newSpecPragmaId name spec_ty Nothing
-                                       `thenNF_Tc` \ pseudo_spec_id ->
-       let
-           pseudo_bind = VarMonoBind pseudo_spec_id pseudo_rhs
-           pseudo_rhs  = mkTyLam spec_tyvars (mkDictApp (mkTyApp (Var main_id) main_arg_tys)
-                                                        (map mkInstId main_dicts'))
-       in
-       returnTc (pseudo_bind, mkLIE main_dicts')
-
-      Just spec_name -> -- use spec_name as the specialisation value ...
+    if is_unrestricted
+    then
+       returnNF_Tc (emptyTyVarSet, tyvars_to_gen)
+    else
+       -- This recover and discard-errs is to avoid duplicate error
+       -- messages; this, after all, is an "extra" call to tcSimplify
+       recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyTyVarSet, tyvars_to_gen))       $
+       discardErrsTc                                                   $
+
+       tcSimplify (text "getTVG") NotTopLevel tyvars_to_gen lie    `thenTc` \ (_, _, constrained_dicts) ->
        let
-           spec_id      = lookupE_Value e spec_name
-           spec_id_ty   = getIdUniType spec_id
+         -- ASSERT: dicts_sig is already zonked!
+           constrained_tyvars    = foldrBag (unionTyVarSets . tyVarsOfInst) emptyTyVarSet constrained_dicts
+           reduced_tyvars_to_gen = tyvars_to_gen `minusTyVarSet` constrained_tyvars
+        in
+        returnTc (constrained_tyvars, reduced_tyvars_to_gen)
+\end{code}
 
-           spec_id_free_tyvars = extractTyVarsFromTy spec_id_ty
-           spec_id_ctxt = ValSpecSpecIdCtxt name spec_ty spec_name src_loc
 
-           spec_tys    = map maybe_ty main_arg_tys
-            maybe_ty ty | isTyVarTy ty = Nothing
-                       | otherwise    = Just ty
-       in
-           -- Make an instance of the spec_id
-       specTy origin spec_id_ty `thenNF_Tc` \ (spec_id_tyvars, spec_id_dicts, spec_id_tau) ->
-
-           -- Check that the specialised type is indeed an instance of
-           -- the type inferred for spec_id
-           -- The unification should leave all type vars which are
-           -- currently free in the environment still free, and likewise
-           -- the signature type vars.
-           -- The only way type vars free in the envt could possibly be affected
-           -- is if spec_id_ty has free type variables.  So we just extract them,
-           -- and check that they are not constrained in any way by the unification.
-        applyTcSubstAndCollectTyVars spec_id_free_tyvars  `thenNF_Tc` \ spec_id_free_tyvars' ->
-        unifyTauTy spec_tau spec_id_tau spec_id_ctxt             `thenTc_`
-        checkSigTyVars [] (spec_tyvars ++ spec_id_free_tyvars')
-                      spec_tau spec_id_tau spec_id_ctxt  `thenTc_`
-
-           -- Check that the type variables of the explicit spec_id are
-           -- either left polymorphic, or instantiate to ground type.
-           -- Also check that the overloaded type variables are instantiated to
-           -- ground type; or equivalently that all dictionaries have ground type
-       applyTcSubstToTyVars spec_id_tyvars     `thenNF_Tc` \ spec_id_arg_tys ->
-       applyTcSubstToInsts  spec_id_dicts      `thenNF_Tc` \ spec_id_dicts' ->
-
-       checkTc (not (all isGroundOrTyVarTy spec_id_arg_tys))
-               (specGroundnessErr spec_id_ctxt spec_id_arg_tys)
-                                               `thenTc_`
-
-       checkTc (not (and [isGroundTy ty | (_,ty) <- map getDictClassAndType spec_id_dicts']))
-               (specCtxtGroundnessErr spec_id_ctxt spec_id_dicts')
-                                               `thenTc_`
-
-           -- Make a local SpecId to bind to applied spec_id
-       newSpecId main_id spec_tys spec_ty      `thenNF_Tc` \ local_spec_id ->
-
-           -- Make a specPragmaId id with a spec_info for local_spec_id
-           -- This is bound to local_spec_id
-           -- The SpecInfo will be extracted by the specialiser and
-           -- used to create a call instance for main_id (which is
-           -- extracted from the spec_id)
-           -- NB: the pseudo_local_id must stay in the scope of main_id !!!
-       let
-           spec_info = SpecInfo spec_tys (length main_dicts') local_spec_id
-       in
-       newSpecPragmaId name spec_ty (Just spec_info)   `thenNF_Tc` \ pseudo_spec_id ->
-       let
-           spec_bind   = VarMonoBind local_spec_id spec_rhs
-           spec_rhs    = mkTyLam spec_tyvars (mkDictApp (mkTyApp (Var spec_id) spec_id_arg_tys)
-                                                        (map mkInstId spec_id_dicts'))
-           pseudo_bind = VarMonoBind pseudo_spec_id (Var local_spec_id)
-       in
-       returnTc (spec_bind `AndMonoBinds` pseudo_bind, mkLIE spec_id_dicts')
-    )
+\begin{code}
+isUnRestrictedGroup :: [Name]          -- Signatures given for these
+                   -> RenamedMonoBinds
+                   -> Bool
+
+is_elem v vs = isIn "isUnResMono" v vs
+
+isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind (VarPatIn v) _ _) = v `is_elem` sigs
+isUnRestrictedGroup sigs (PatMonoBind other      _ _)  = False
+isUnRestrictedGroup sigs (VarMonoBind v _)             = v `is_elem` sigs
+isUnRestrictedGroup sigs (FunMonoBind _ _ _ _)         = True
+isUnRestrictedGroup sigs (AndMonoBinds mb1 mb2)                = isUnRestrictedGroup sigs mb1 &&
+                                                         isUnRestrictedGroup sigs mb2
+isUnRestrictedGroup sigs EmptyMonoBinds                        = True
 \end{code}
 
+@defaultUncommittedTyVar@ checks for generalisation over unboxed
+types, and defaults any TypeKind TyVars to BoxedTypeKind.
+
 \begin{code}
-tc_bind :: E
-       -> RenamedBind
-       -> TcM (TypecheckedBind, LIE)
+defaultUncommittedTyVar tyvar
+  | isTypeKind (tyVarKind tyvar)
+  = newTcTyVar mkBoxedTypeKind                                 `thenNF_Tc` \ boxed_tyvar ->
+    unifyTauTy (mkTyVarTy boxed_tyvar) (mkTyVarTy tyvar)       `thenTc_`
+    returnTc boxed_tyvar
+
+  | otherwise
+  = returnTc tyvar
+\end{code}
 
-tc_bind e (NonRecBind mono_binds)
-  = tcMonoBinds e mono_binds   `thenTc` \ (mono_binds2, lie) ->
-    returnTc  (NonRecBind mono_binds2, lie)
 
-tc_bind e (RecBind mono_binds)
-  = tcMonoBinds e mono_binds   `thenTc` \ (mono_binds2, lie) ->
-    returnTc  (RecBind mono_binds2, lie)
-\end{code}
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMonoBind}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@tcMonoBinds@ deals with a single @MonoBind@.  
+The signatures have been dealt with already.
 
 \begin{code}
-specialiseBinds
-       :: [Id]                 -- Ids bound in this group
-       -> LIE                  -- LIE of scope of these bindings
-       -> TypecheckedBinds
-       -> LIE
-       -> NF_TcM (TypecheckedBinds, LIE)
-
-specialiseBinds bound_ids lie_of_scope poly_binds poly_lie
-  = bindInstsOfLocalFuns lie_of_scope bound_ids
-                                       `thenNF_Tc` \ (lie2, inst_mbinds) ->
-
-    returnNF_Tc (poly_binds `ThenBinds` (SingleBind (NonRecBind inst_mbinds)),
-                lie2 `plusLIE` poly_lie)
+tcMonoBinds :: RenamedMonoBinds 
+           -> [Name] -> [TcIdBndr s]
+           -> [TcSigInfo s]
+           -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s)
+
+tcMonoBinds mbind binder_names mono_ids tc_ty_sigs
+  = tcExtendLocalValEnv binder_names mono_ids (
+       tc_mono_binds mbind
+    )
+  where
+    sig_names = [name | (TySigInfo name _ _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
+    sig_ids   = [id   | (TySigInfo _   id _ _ _ _) <- tc_ty_sigs]
+
+    tc_mono_binds EmptyMonoBinds = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+
+    tc_mono_binds (AndMonoBinds mb1 mb2)
+      = tc_mono_binds mb1              `thenTc` \ (mb1a, lie1) ->
+        tc_mono_binds mb2              `thenTc` \ (mb2a, lie2) ->
+        returnTc (AndMonoBinds mb1a mb2a, lie1 `plusLIE` lie2)
+
+    tc_mono_binds (FunMonoBind name inf matches locn)
+      = tcAddSrcLoc locn                               $
+       tcLookupLocalValueOK "tc_mono_binds" name       `thenNF_Tc` \ id ->
+
+               -- Before checking the RHS, extend the envt with
+               -- bindings for the *polymorphic* Ids from any type signatures
+       tcExtendLocalValEnv sig_names sig_ids           $
+       tcMatchesFun name (idType id) matches           `thenTc` \ (matches', lie) ->
+
+       returnTc (FunMonoBind (TcId id) inf matches' locn, lie)
+
+    tc_mono_binds bind@(PatMonoBind pat grhss_and_binds locn)
+      = tcAddSrcLoc locn                       $
+       tcAddErrCtxt (patMonoBindsCtxt bind)    $
+       tcPat pat                               `thenTc` \ (pat2, lie_pat, pat_ty) ->
+
+               -- Before checking the RHS, but after the pattern, extend the envt with
+               -- bindings for the *polymorphic* Ids from any type signatures
+       tcExtendLocalValEnv sig_names sig_ids   $
+       tcGRHSsAndBinds pat_ty grhss_and_binds  `thenTc` \ (grhss_and_binds2, lie) ->
+       returnTc (PatMonoBind pat2 grhss_and_binds2 locn,
+                 plusLIE lie_pat lie)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -488,56 +597,395 @@ specialiseBinds bound_ids lie_of_scope poly_binds poly_lie
 
 @tcSigs@ checks the signatures for validity, and returns a list of
 {\em freshly-instantiated} signatures.  That is, the types are already
-split up, and have fresh type variables (not @TyVarTemplate@s)
-installed.
+split up, and have fresh type variables installed.  All non-type-signature
+"RenamedSigs" are ignored.
+
+The @TcSigInfo@ contains @TcTypes@ because they are unified with
+the variable's type, and after that checked to see whether they've
+been instantiated.
 
 \begin{code}
-tcSigs :: E -> LVE
-       -> [RenamedSig] 
-       -> TcM [SignatureInfo]
+data TcSigInfo s
+  = TySigInfo      
+       Name                    -- N, the Name in corresponding binding
+       (TcIdBndr s)            -- *Polymorphic* binder for this value...
+                               -- Usually has name = N, but doesn't have to.
+       [TcTyVar s]
+       (TcThetaType s)
+       (TcTauType s)
+       SrcLoc
+
+
+maybeSig :: [TcSigInfo s] -> Name -> Maybe (TcSigInfo s)
+       -- Search for a particular signature
+maybeSig [] name = Nothing
+maybeSig (sig@(TySigInfo sig_name _ _ _ _ _) : sigs) name
+  | name == sig_name = Just sig
+  | otherwise       = maybeSig sigs name
+\end{code}
 
-tcSigs e lve [] = returnTc []
 
-tcSigs e lve (s:ss)
-  = tc_sig      s      `thenTc` \ sig_info1 ->
-    tcSigs e lve ss    `thenTc` \ sig_info2 ->
-    returnTc (sig_info1 : sig_info2)
+\begin{code}
+tcTySig :: RenamedSig
+       -> TcM s (TcSigInfo s)
+
+tcTySig (Sig v ty src_loc)
+ = tcAddSrcLoc src_loc $
+   tcHsType ty                 `thenTc` \ sigma_ty ->
+
+       -- Convert from Type to TcType  
+   tcInstSigType sigma_ty      `thenNF_Tc` \ sigma_tc_ty ->
+   let
+     poly_id = mkUserId v sigma_tc_ty
+   in
+       -- Instantiate this type
+       -- It's important to do this even though in the error-free case
+       -- we could just split the sigma_tc_ty (since the tyvars don't
+       -- unified with anything).  But in the case of an error, when
+       -- the tyvars *do* get unified with something, we want to carry on
+       -- typechecking the rest of the program with the function bound
+       -- to a pristine type, namely sigma_tc_ty
+   tcInstSigTcType sigma_tc_ty `thenNF_Tc` \ (tyvars, rho) ->
+   let
+     (theta, tau) = splitRhoTy rho
+       -- This splitSigmaTy tries hard to make sure that tau' is a type synonym
+       -- wherever possible, which can improve interface files.
+   in
+   returnTc (TySigInfo v poly_id tyvars theta tau src_loc)
+\end{code}
+
+@checkSigMatch@ does the next step in checking signature matching.
+The tau-type part has already been unified.  What we do here is to
+check that this unification has not over-constrained the (polymorphic)
+type variables of the original signature type.
+
+The error message here is somewhat unsatisfactory, but it'll do for
+now (ToDo).
+
+\begin{code}
+checkSigMatch []
+  = returnTc (error "checkSigMatch")
+
+checkSigMatch tc_ty_sigs@( sig1@(TySigInfo _ id1 _ theta1 _ _) : all_sigs_but_first )
+  =    -- CHECK THAT THE SIGNATURE TYVARS AND TAU_TYPES ARE OK
+       -- Doesn't affect substitution
+    mapTc check_one_sig tc_ty_sigs     `thenTc_`
+
+       -- CHECK THAT ALL THE SIGNATURE CONTEXTS ARE UNIFIABLE
+       -- The type signatures on a mutually-recursive group of definitions
+       -- must all have the same context (or none).
+       --
+       -- We unify them because, with polymorphic recursion, their types
+       -- might not otherwise be related.  This is a rather subtle issue.
+       -- ToDo: amplify
+    mapTc check_one_cxt all_sigs_but_first             `thenTc_`
+
+    returnTc theta1
   where
-    tc_sig (Sig v ty _ src_loc)        -- no interesting pragmas on non-iface sigs
-      = addSrcLocTc src_loc (
+    sig1_dict_tys      = mk_dict_tys theta1
+    n_sig1_dict_tys    = length sig1_dict_tys
+
+    check_one_cxt sig@(TySigInfo _ id _  theta _ src_loc)
+       = tcAddSrcLoc src_loc   $
+        tcAddErrCtxt (sigContextsCtxt id1 id) $
+        checkTc (length this_sig_dict_tys == n_sig1_dict_tys)
+                               sigContextsErr          `thenTc_`
+        unifyTauTyLists sig1_dict_tys this_sig_dict_tys
+      where
+        this_sig_dict_tys = mk_dict_tys theta
+
+    check_one_sig (TySigInfo name id sig_tyvars _ sig_tau src_loc)
+      = tcAddSrcLoc src_loc    $
+       tcAddErrCtxt (sigCtxt id) $
+       checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau
+
+    mk_dict_tys theta = [mkDictTy c ts | (c,ts) <- theta]
+\end{code}
 
-       babyTcMtoTcM
-         (tcPolyType (getE_CE e) (getE_TCE e) nullTVE ty) `thenTc` \ sigma_ty ->
 
-       let  val = assoc "tcSigs" lve v  in
-           -- (The renamer/dependency-analyser should have ensured
-           -- that there are only signatures for which there is a
-           -- corresponding binding.)
+@checkSigTyVars@ is used after the type in a type signature has been unified with
+the actual type found.  It then checks that the type variables of the type signature
+are
+       (a) still all type variables
+               eg matching signature [a] against inferred type [(p,q)]
+               [then a will be unified to a non-type variable]
 
-           -- Instantiate the type, and unify with the type variable
-           -- found in the Id.
-       specTy SignatureOrigin sigma_ty `thenNF_Tc` \ (tyvars, dicts, tau_ty) ->
-       unifyTauTy (getIdUniType val) tau_ty
-                  (panic "ToDo: unifyTauTy(tcSigs)") `thenTc_`
+       (b) still all distinct
+               eg matching signature [(a,b)] against inferred type [(p,p)]
+               [then a and b will be unified together]
 
-       returnTc (TySigInfo val tyvars dicts tau_ty src_loc)
-       )
+       (c) not mentioned in the environment
+               eg the signature for f in this:
 
-    tc_sig (SpecSig v ty using src_loc)
-      = addSrcLocTc src_loc (
+                       g x = ... where
+                                       f :: a->[a]
+                                       f y = [x,y]
 
-       babyTcMtoTcM
-         (tcPolyType (getE_CE e) (getE_TCE e) nullTVE ty) `thenTc` \ sigma_ty ->
+               Here, f is forced to be monorphic by the free occurence of x.
 
-       returnTc (ValSpecInfo v sigma_ty using src_loc)
-       )
+Before doing this, the substitution is applied to the signature type variable.
 
-    tc_sig (InlineSig v guide locn)
-      = returnTc (ValInlineInfo v guide locn)
+We used to have the notion of a "DontBind" type variable, which would
+only be bound to itself or nothing.  Then points (a) and (b) were 
+self-checking.  But it gave rise to bogus consequential error messages.
+For example:
 
-    tc_sig (DeforestSig v locn)
-      = returnTc (ValDeforestInfo v locn)
+   f = (*)     -- Monomorphic
+
+   g :: Num a => a -> a
+   g x = f x x
+
+Here, we get a complaint when checking the type signature for g,
+that g isn't polymorphic enough; but then we get another one when
+dealing with the (Num x) context arising from f's definition;
+we try to unify x with Int (to default it), but find that x has already
+been unified with the DontBind variable "a" from g's signature.
+This is really a problem with side-effecting unification; we'd like to
+undo g's effects when its type signature fails, but unification is done
+by side effect, so we can't (easily).
+
+So we revert to ordinary type variables for signatures, and try to
+give a helpful message in checkSigTyVars.
+
+\begin{code}
+checkSigTyVars :: [TcTyVar s]          -- The original signature type variables
+              -> TcType s              -- signature type (for err msg)
+              -> TcM s [TcTyVar s]     -- Zonked signature type variables
+
+checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau
+  = mapNF_Tc zonkTcTyVar sig_tyvars    `thenNF_Tc` \ sig_tys ->
+    let
+       sig_tyvars' = map (getTyVar "checkSigTyVars") sig_tys
+    in
+
+       -- Check points (a) and (b)
+    checkTcM (all isTyVarTy sig_tys && hasNoDups sig_tyvars')
+            (zonkTcType sig_tau        `thenNF_Tc` \ sig_tau' ->
+             failWithTc (badMatchErr sig_tau sig_tau')
+            )                          `thenTc_`
+
+       -- Check point (c)
+       -- We want to report errors in terms of the original signature tyvars,
+       -- ie sig_tyvars, NOT sig_tyvars'.  sig_tyvars' correspond
+       -- 1-1 with sig_tyvars, so we can just map back.
+    tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ globals ->
+    let
+       mono_tyvars' = [sig_tv' | sig_tv' <- sig_tyvars', 
+                                 sig_tv' `elementOfTyVarSet` globals]
+
+       mono_tyvars = map (assoc "checkSigTyVars" (sig_tyvars' `zip` sig_tyvars)) mono_tyvars'
+    in
+    checkTcM (null mono_tyvars')
+            (failWithTc (notAsPolyAsSigErr sig_tau mono_tyvars))       `thenTc_`
+
+    returnTc sig_tyvars'
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{SPECIALIZE pragmas}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-    tc_sig (MagicUnfoldingSig v str locn)
-      = returnTc (ValMagicUnfoldingInfo v str locn)
+
+@tcPragmaSigs@ munches up the "signatures" that arise through *user*
+pragmas.  It is convenient for them to appear in the @[RenamedSig]@
+part of a binding because then the same machinery can be used for
+moving them into place as is done for type signatures.
+
+\begin{code}
+tcPragmaSigs :: [RenamedSig]           -- The pragma signatures
+            -> TcM s (Name -> IdInfo,  -- Maps name to the appropriate IdInfo
+                      TcMonoBinds s,
+                      LIE s)
+
+tcPragmaSigs sigs
+  = mapAndUnzip3Tc tcPragmaSig sigs    `thenTc` \ (maybe_info_modifiers, binds, lies) ->
+    let
+       prag_fn name = foldr ($) noIdInfo [f | Just (n,f) <- maybe_info_modifiers, n==name]
+    in
+    returnTc (prag_fn, andMonoBinds binds, plusLIEs lies)
+\end{code}
+
+The interesting case is for SPECIALISE pragmas.  There are two forms.
+Here's the first form:
+\begin{verbatim}
+       f :: Ord a => [a] -> b -> b
+       {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b #-}
+\end{verbatim}
+
+For this we generate:
+\begin{verbatim}
+       f* = /\ b -> let d1 = ...
+                    in f Int b d1
+\end{verbatim}
+
+where f* is a SpecPragmaId.  The **sole** purpose of SpecPragmaIds is to
+retain a right-hand-side that the simplifier will otherwise discard as
+dead code... the simplifier has a flag that tells it not to discard
+SpecPragmaId bindings.
+
+In this case the f* retains a call-instance of the overloaded
+function, f, (including appropriate dictionaries) so that the
+specialiser will subsequently discover that there's a call of @f@ at
+Int, and will create a specialisation for @f@.  After that, the
+binding for @f*@ can be discarded.
+
+The second form is this:
+\begin{verbatim}
+       f :: Ord a => [a] -> b -> b
+       {-# SPECIALIZE f :: [Int] -> b -> b = g #-}
+\end{verbatim}
+
+Here @g@ is specified as a function that implements the specialised
+version of @f@.  Suppose that g has type (a->b->b); that is, g's type
+is more general than that required.  For this we generate
+\begin{verbatim}
+       f@Int = /\b -> g Int b
+       f* = f@Int
+\end{verbatim}
+
+Here @f@@Int@ is a SpecId, the specialised version of @f@.  It inherits
+f's export status etc.  @f*@ is a SpecPragmaId, as before, which just serves
+to prevent @f@@Int@ from being discarded prematurely.  After specialisation,
+if @f@@Int@ is going to be used at all it will be used explicitly, so the simplifier can
+discard the f* binding.
+
+Actually, there is really only point in giving a SPECIALISE pragma on exported things,
+and the simplifer won't discard SpecIds for exporte things anyway, so maybe this is
+a bit of overkill.
+
+\begin{code}
+tcPragmaSig :: RenamedSig -> TcM s (Maybe (Name, IdInfo -> IdInfo), TcMonoBinds s, LIE s)
+tcPragmaSig (Sig _ _ _)       = returnTc (Nothing, EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+tcPragmaSig (SpecInstSig _ _) = returnTc (Nothing, EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+
+tcPragmaSig (InlineSig name loc)
+  = returnTc (Just (name, setInlinePragInfo IWantToBeINLINEd), EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+
+tcPragmaSig (NoInlineSig name loc)
+  = returnTc (Just (name, setInlinePragInfo IDontWantToBeINLINEd), EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+
+tcPragmaSig (SpecSig name poly_ty maybe_spec_name src_loc)
+  =    -- SPECIALISE f :: forall b. theta => tau  =  g
+    tcAddSrcLoc src_loc                                $
+    tcAddErrCtxt (valSpecSigCtxt name poly_ty) $
+
+       -- Get and instantiate its alleged specialised type
+    tcHsType poly_ty                           `thenTc` \ sig_sigma ->
+    tcInstSigType  sig_sigma                   `thenNF_Tc` \ sig_ty ->
+
+       -- Check that f has a more general type, and build a RHS for
+       -- the spec-pragma-id at the same time
+    tcExpr (HsVar name) sig_ty                 `thenTc` \ (spec_expr, spec_lie) ->
+
+    case maybe_spec_name of
+       Nothing ->      -- Just specialise "f" by building a SpecPragmaId binding
+                       -- It is the thing that makes sure we don't prematurely 
+                       -- dead-code-eliminate the binding we are really interested in.
+                  newSpecPragmaId name sig_ty          `thenNF_Tc` \ spec_id ->
+                  returnTc (Nothing, VarMonoBind (TcId spec_id) spec_expr, spec_lie)
+
+       Just g_name ->  -- Don't create a SpecPragmaId.  Instead add some suitable IdIfo
+               
+               panic "Can't handle SPECIALISE with a '= g' part"
+
+       {-  Not yet.  Because we're still in the TcType world we
+           can't really add to the SpecEnv of the Id.  Instead we have to
+           record the information in a different sort of Sig, and add it to
+           the IdInfo after zonking.
+
+           For now we just leave out this case
+
+                       -- Get the type of f, and find out what types
+                       --  f has to be instantiated at to give the signature type
+                   tcLookupLocalValueOK "tcPragmaSig" name     `thenNF_Tc` \ f_id ->
+                   tcInstSigTcType (idType f_id)               `thenNF_Tc` \ (f_tyvars, f_rho) ->
+
+                   let
+                       (sig_tyvars, sig_theta, sig_tau) = splitSigmaTy sig_ty
+                       (f_theta, f_tau)                 = splitRhoTy f_rho
+                       sig_tyvar_set                    = mkTyVarSet sig_tyvars
+                   in
+                   unifyTauTy sig_tau f_tau            `thenTc_`
+
+                   tcPolyExpr str (HsVar g_name) (mkSigmaTy sig_tyvars f_theta sig_tau)        `thenTc` \ (_, _, 
+       -}
+
+tcPragmaSig other = pprTrace "tcPragmaSig: ignoring" (ppr other) $
+                   returnTc (Nothing, EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[TcBinds-errors]{Error contexts and messages}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+
+\begin{code}
+patMonoBindsCtxt bind
+  = hang (ptext SLIT("In a pattern binding:")) 4 (ppr bind)
+
+-----------------------------------------------
+valSpecSigCtxt v ty
+  = sep [ptext SLIT("In a SPECIALIZE pragma for a value:"),
+        nest 4 (ppr v <+> ptext SLIT(" ::") <+> ppr ty)]
+
+-----------------------------------------------
+notAsPolyAsSigErr sig_tau mono_tyvars
+  = hang (ptext SLIT("A type signature is more polymorphic than the inferred type"))
+       4  (vcat [text "Can't for-all the type variable(s)" <+> 
+                 pprQuotedList mono_tyvars,
+                 text "in the type" <+> quotes (ppr sig_tau)
+          ])
+
+-----------------------------------------------
+badMatchErr sig_ty inferred_ty
+  = hang (ptext SLIT("Type signature doesn't match inferred type"))
+        4 (vcat [hang (ptext SLIT("Signature:")) 4 (ppr sig_ty),
+                     hang (ptext SLIT("Inferred :")) 4 (ppr inferred_ty)
+          ])
+
+-----------------------------------------------
+sigCtxt id 
+  = sep [ptext SLIT("When checking the type signature for"), quotes (ppr id)]
+
+bindSigsCtxt ids
+  = ptext SLIT("When checking the type signature(s) for") <+> pprQuotedList ids
+
+-----------------------------------------------
+sigContextsErr
+  = ptext SLIT("Mismatched contexts")
+sigContextsCtxt s1 s2
+  = hang (hsep [ptext SLIT("When matching the contexts of the signatures for"), 
+               quotes (ppr s1), ptext SLIT("and"), quotes (ppr s2)])
+        4 (ptext SLIT("(the signature contexts in a mutually recursive group should all be identical)"))
+
+-----------------------------------------------
+specGroundnessCtxt
+  = panic "specGroundnessCtxt"
+
+--------------------------------------------
+specContextGroundnessCtxt -- err_ctxt dicts
+  = panic "specContextGroundnessCtxt"
+{-
+  = hang (
+       sep [hsep [ptext SLIT("In the SPECIALIZE pragma for"), ppr name],
+            hcat [ptext SLIT(" specialised to the type"), ppr spec_ty],
+            pp_spec_id,
+            ptext SLIT("... not all overloaded type variables were instantiated"),
+            ptext SLIT("to ground types:")])
+      4 (vcat [hsep [ppr c, ppr t]
+                 | (c,t) <- map getDictClassAndType dicts])
+  where
+    (name, spec_ty, locn, pp_spec_id)
+      = case err_ctxt of
+         ValSpecSigCtxt    n ty loc      -> (n, ty, loc, \ x -> empty)
+         ValSpecSpecIdCtxt n ty spec loc ->
+           (n, ty, loc,
+            hsep [ptext SLIT("... type of explicit id"), ppr spec])
+-}
 \end{code}