[project @ 2002-09-02 16:37:13 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcClassDcl.lhs
index 00c1087..2d70894 100644 (file)
@@ -1,67 +1,65 @@
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1995
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcClassDcl]{Typechecking class declarations}
 
 \begin{code}
-module TcClassDcl ( tcClassDecl1, tcClassDecls2, tcMethodBind, badMethodErr ) where
+module TcClassDcl ( tcClassDecl1, tcClassDecls2, 
+                   tcMethodBind, mkMethodBind, badMethodErr
+                 ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsDecl(..), ClassDecl(..), Sig(..), MonoBinds(..),
-                         InPat(..), andMonoBinds, getTyVarName
+import HsSyn           ( TyClDecl(..), Sig(..), MonoBinds(..),
+                         HsExpr(..), HsLit(..), InPat(WildPatIn),
+                         mkSimpleMatch, andMonoBinds, andMonoBindList, 
+                         isClassOpSig, isPragSig, 
+                         getClassDeclSysNames, placeHolderType
                        )
-import HsPragmas       ( ClassPragmas(..) )
-import BasicTypes      ( NewOrData(..), TopLevelFlag(..), RecFlag(..) )
-import RnHsSyn         ( RenamedClassDecl(..), RenamedClassPragmas(..),
-                         RenamedClassOpSig(..), RenamedMonoBinds,
-                         RenamedContext(..), RenamedHsDecl, RenamedSig
+import BasicTypes      ( RecFlag(..), StrictnessMark(..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedTyClDecl, 
+                         RenamedClassOpSig, RenamedMonoBinds,
+                         maybeGenericMatch
                        )
 import TcHsSyn         ( TcMonoBinds )
 
-import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), LIE, emptyLIE, plusLIE, newDicts, newMethod )
-import TcEnv           ( TcIdOcc(..), tcAddImportedIdInfo,
-                         tcLookupClass, tcLookupTyVar, 
-                         tcExtendGlobalTyVars, tcExtendLocalValEnv
+import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, 
+                         instToId, newDicts, newMethod )
+import TcEnv           ( TyThingDetails(..), 
+                         tcLookupClass, tcExtendTyVarEnv2, 
+                         tcExtendTyVarEnv
                        )
-import TcBinds         ( tcBindWithSigs, checkSigTyVars, sigCtxt, tcPragmaSigs, TcSigInfo(..) )
-import TcKind          ( unifyKinds, TcKind )
-import TcMonad
-import TcMonoType      ( tcHsType, tcContext )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
-import TcType          ( TcType, TcTyVar, TcTyVarSet, tcInstSigTyVars, 
-                         zonkSigTyVar, tcInstSigTcType
-                       )
-import FieldLabel      ( firstFieldLabelTag )
-import Bag             ( unionManyBags )
-import Class           ( mkClass, classBigSig, Class )
-import CmdLineOpts      ( opt_GlasgowExts )
-import MkId            ( mkDataCon, mkSuperDictSelId, 
-                         mkMethodSelId, mkDefaultMethodId
+import TcBinds         ( tcMonoBinds )
+import TcMonoType      ( TcSigInfo(..), tcHsType, tcHsTheta, mkTcSig )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck )
+import TcUnify         ( checkSigTyVars, sigCtxt )
+import TcMType         ( tcInstTyVars )
+import TcType          ( Type, TyVarDetails(..), TcType, TcThetaType, TcTyVar, 
+                         mkTyVarTys, mkPredTys, mkClassPred, tcSplitSigmaTy, tcSplitFunTys,
+                         tcIsTyVarTy, tcSplitTyConApp_maybe
                        )
-import Id              ( Id, StrictnessMark(..),
-                         getIdUnfolding, idType, idName
-                       )
-import CoreUnfold      ( getUnfoldingTemplate )
-import IdInfo
-import Name            ( Name, isLocallyDefined, OccName, nameOccName,
-                         NamedThing(..) )
+import TcMonad
+import Generics                ( mkGenericRhs )
+import PrelInfo                ( nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID )
+import Class           ( classTyVars, classBigSig, classTyCon, 
+                         Class, ClassOpItem, DefMeth (..) )
+import TyCon           ( tyConGenInfo )
+import MkId            ( mkDictSelId, mkDataConId, mkDataConWrapId, mkDefaultMethodId )
+import DataCon         ( mkDataCon )
+import Id              ( Id, idType, idName, setIdLocalExported )
+import Module          ( Module )
+import Name            ( Name, NamedThing(..) )
+import NameEnv         ( NameEnv, lookupNameEnv, emptyNameEnv, unitNameEnv, plusNameEnv )
+import NameSet         ( emptyNameSet )
 import Outputable
-import Type            ( mkFunTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkDictTy, splitRhoTy,
-                         mkSigmaTy, mkForAllTys, Type, ThetaType
-                       )
-import TyVar           ( mkTyVarSet, tyVarKind, TyVar )
-import TyCon           ( mkDataTyCon )
-import Kind            ( mkBoxedTypeKind, mkArrowKind )
-import Unique          ( Unique, Uniquable(..) )
-import Util
-import Maybes          ( assocMaybe, maybeToBool )
-
-
--- import TcPragmas    ( tcGenPragmas, tcClassOpPragmas )
-tcGenPragmas ty id ps = returnNF_Tc noIdInfo
-tcClassOpPragmas ty sel def spec ps = returnNF_Tc (spec `setSpecInfo` noIdInfo, 
-                                                  noIdInfo)
+import Var             ( TyVar )
+import CmdLineOpts
+import UnicodeUtil     ( stringToUtf8 )
+import ErrUtils                ( dumpIfSet )
+import Util            ( count, lengthIs, equalLength )
+import Maybes          ( seqMaybe )
+import Maybe           ( isJust )
+import FastString
 \end{code}
 
 
@@ -99,226 +97,152 @@ Now DictTy in Type is just a form of type synomym:
 Death to "ExpandingDicts".
 
 
-\begin{code}
-tcClassDecl1 rec_env rec_inst_mapper
-            (ClassDecl context class_name
-                       tyvar_names class_sigs def_methods pragmas 
-                       tycon_name datacon_name src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc        $
-    tcAddErrCtxt (classDeclCtxt class_name) $
-
-        -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
-    checkTc (opt_GlasgowExts || length tyvar_names == 1)
-           (classArityErr class_name)          `thenTc_`
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type checking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-       -- LOOK THINGS UP IN THE ENVIRONMENT
-    tcLookupClass class_name                   `thenTc` \ (class_kinds, rec_class) ->
-    mapAndUnzipNF_Tc (tcLookupTyVar . getTyVarName) tyvar_names
-                                               `thenNF_Tc` \ (tyvar_kinds, rec_tyvars) ->
+\begin{code}
 
-       -- FORCE THE CLASS AND ITS TYVAR TO HAVE SAME KIND
-    unifyKinds class_kinds tyvar_kinds `thenTc_`
+tcClassDecl1 :: RenamedTyClDecl -> TcM (Name, TyThingDetails)
+tcClassDecl1 (ClassDecl {tcdCtxt = context, tcdName = class_name,
+                        tcdTyVars = tyvar_names, tcdFDs = fundeps,
+                        tcdSigs = class_sigs, tcdMeths = def_methods,
+                        tcdSysNames = sys_names, tcdLoc = src_loc})
+  =    -- LOOK THINGS UP IN THE ENVIRONMENT
+    tcLookupClass class_name                           `thenTc` \ clas ->
+    let
+       tyvars   = classTyVars clas
+       op_sigs  = filter isClassOpSig class_sigs
+       op_names = [n | ClassOpSig n _ _ _ <- op_sigs]
+       (_, datacon_name, datacon_wkr_name, sc_sel_names) = getClassDeclSysNames sys_names
+    in
+    tcExtendTyVarEnv tyvars                            $ 
 
+    checkDefaultBinds clas op_names def_methods          `thenTc` \ mb_dm_env ->
+       
        -- CHECK THE CONTEXT
-    tcClassContext rec_class rec_tyvars context pragmas        
-                                               `thenTc` \ (sc_theta, sc_tys, sc_sel_ids) ->
+       -- The renamer has already checked that the context mentions
+       -- only the type variable of the class decl.
+       -- Context is already kind-checked
+    ASSERT( equalLength context sc_sel_names )
+    tcHsTheta context                                  `thenTc` \ sc_theta ->
 
        -- CHECK THE CLASS SIGNATURES,
-    mapTc (tcClassSig rec_env rec_class rec_tyvars) class_sigs
-                                               `thenTc` \ sig_stuff ->
+    mapTc (tcClassSig clas tyvars mb_dm_env) op_sigs   `thenTc` \ sig_stuff ->
 
-       -- MAKE THE CLASS OBJECT ITSELF
+       -- MAKE THE CLASS DETAILS
     let
-       (op_tys, op_sel_ids, defm_ids) = unzip3 sig_stuff
-       rec_class_inst_env = rec_inst_mapper rec_class
-       clas = mkClass (getName class_name) rec_tyvars
-                      sc_theta sc_sel_ids op_sel_ids defm_ids
-                      tycon
-                      rec_class_inst_env
-
+       (op_tys, op_items) = unzip sig_stuff
+        sc_tys            = mkPredTys sc_theta
        dict_component_tys = sc_tys ++ op_tys
-       new_or_data = case dict_component_tys of
-                       [_]   -> NewType
-                       other -> DataType
-
-        dict_con_id = mkDataCon datacon_name
-                          [NotMarkedStrict | _ <- dict_component_tys]
-                          [{- No labelled fields -}]
-                          rec_tyvars
-                          [{-No context-}]
-                          [{-No existential tyvars-}] [{-Or context-}]
-                          dict_component_tys
-                          tycon
-
-       tycon = mkDataTyCon tycon_name
-                           (foldr (mkArrowKind . tyVarKind) mkBoxedTypeKind rec_tyvars)
-                           rec_tyvars
-                           []                  -- No context
-                           [dict_con_id]       -- Constructors
-                           []                  -- No derivings
-                           (Just clas)         -- Yes!  It's a dictionary 
-                           new_or_data
-                           NonRecursive
+        sc_sel_ids        = [mkDictSelId sc_name clas | sc_name <- sc_sel_names]
+
+        dict_con = mkDataCon datacon_name
+                            [NotMarkedStrict | _ <- dict_component_tys]
+                            [{- No labelled fields -}]
+                            tyvars
+                            [{-No context-}]
+                            [{-No existential tyvars-}] [{-Or context-}]
+                            dict_component_tys
+                            (classTyCon clas)
+                            dict_con_id dict_wrap_id
+
+       dict_con_id  = mkDataConId datacon_wkr_name dict_con
+       dict_wrap_id = mkDataConWrapId dict_con
     in
-    returnTc clas
+    returnTc (class_name, ClassDetails sc_theta sc_sel_ids op_items dict_con)
 \end{code}
 
-
 \begin{code}
-tcClassContext :: Class -> [TyVar]
-              -> RenamedContext        -- class context
-              -> RenamedClassPragmas   -- pragmas for superclasses  
-              -> TcM s (ThetaType,     -- the superclass context
-                        [Type],        -- types of the superclass dictionaries
-                        [Id])          -- superclass selector Ids
-
-tcClassContext rec_class rec_tyvars context pragmas
-  =    -- Check the context.
-       -- The renamer has already checked that the context mentions
-       -- only the type variable of the class decl.
-    tcContext context                  `thenTc` \ sc_theta ->
-    let
-       sc_tys = [mkDictTy sc tys | (sc,tys) <- sc_theta]
-    in
+checkDefaultBinds :: Class -> [Name] -> Maybe RenamedMonoBinds
+                 -> TcM (Maybe (NameEnv Bool))
+       -- The returned environment says
+       --      x not in env => no default method
+       --      x -> True    => generic default method
+       --      x -> False   => polymorphic default method
+
+  -- Check default bindings
+  --   a) must be for a class op for this class
+  --   b) must be all generic or all non-generic
+  -- and return a mapping from class-op to DefMeth info
+
+  -- But do all this only for source binds
+
+checkDefaultBinds clas ops Nothing
+  = returnTc Nothing
+
+checkDefaultBinds clas ops (Just mbs)
+  = go mbs     `thenTc` \ dm_env ->
+    returnTc (Just dm_env)
+  where
+    go EmptyMonoBinds = returnTc emptyNameEnv
 
-       -- Make super-class selector ids
-       -- We number them off, 1, 2, 3 etc so that we can construct
-       -- names for the selectors.  Thus
-       --      class (C a, C b) => D a b where ...
-       -- gives superclass selectors
-       --      D_sc1, D_sc2
-       -- (We used to call them D_C, but now we can have two different
-       --  superclasses both called C!)
-    mapTc mk_super_id (sc_theta `zip` [firstFieldLabelTag..])  `thenTc` \ sc_sel_ids ->
+    go (AndMonoBinds b1 b2)
+      = go b1  `thenTc` \ dm_info1 ->
+        go b2  `thenTc` \ dm_info2 ->
+        returnTc (dm_info1 `plusNameEnv` dm_info2)
 
-       -- Done
-    returnTc (sc_theta, sc_tys, sc_sel_ids)
+    go (FunMonoBind op _ matches loc)
+      = tcAddSrcLoc loc                                        $
 
-  where
-    rec_tyvar_tys = mkTyVarTys rec_tyvars
+       -- Check that the op is from this class
+       checkTc (op `elem` ops) (badMethodErr clas op)          `thenTc_`
+
+       -- Check that all the defns ar generic, or none are
+       checkTc (all_generic || none_generic) (mixedGenericErr op)      `thenTc_`
 
-    mk_super_id ((super_class, tys), index)
-        = tcGetUnique                  `thenNF_Tc` \ uniq ->
-         let
-               ty = mkForAllTys rec_tyvars $
-                    mkFunTy (mkDictTy rec_class rec_tyvar_tys) (mkDictTy super_class tys)
-         in
-         returnTc (mkSuperDictSelId uniq rec_class index ty)
+       returnTc (unitNameEnv op all_generic)
+      where
+       n_generic    = count (isJust . maybeGenericMatch) matches
+       none_generic = n_generic == 0
+       all_generic  = matches `lengthIs` n_generic
+\end{code}
 
 
-tcClassSig :: TcEnv s                  -- Knot tying only!
-          -> Class                     -- ...ditto...
+\begin{code}
+tcClassSig :: Class                    -- ...ditto...
           -> [TyVar]                   -- The class type variable, used for error check only
+          -> Maybe (NameEnv Bool)      -- Info about default methods; 
+                                       --      Nothing => imported class defn with no method binds
           -> RenamedClassOpSig
-          -> TcM s (Type,              -- Type of the method
-                    Id,                -- selector id
-                    Maybe Id)          -- default-method ids
-
-tcClassSig rec_env rec_clas rec_clas_tyvars
-          (ClassOpSig op_name maybe_dm_name
-                      op_ty
-                      src_loc)
+          -> TcM (Type,                -- Type of the method
+                    ClassOpItem)       -- Selector Id, default-method Id, True if explicit default binding
+
+-- This warrants an explanation: we need to separate generic
+-- default methods and default methods later on in the compiler
+-- so we distinguish them in checkDefaultBinds, and pass this knowledge in the
+-- Class.DefMeth data structure. 
+
+tcClassSig clas clas_tyvars maybe_dm_env
+          (ClassOpSig op_name sig_dm op_ty src_loc)
   = tcAddSrcLoc src_loc $
 
        -- Check the type signature.  NB that the envt *already has*
        -- bindings for the type variables; see comments in TcTyAndClassDcls.
+    tcHsType op_ty                     `thenTc` \ local_ty ->
 
-    -- NB: Renamer checks that the class type variable is mentioned in local_ty,
-    -- and that it is not constrained by theta
-    tcHsType op_ty                             `thenTc` \ local_ty ->
     let
-       global_ty   = mkSigmaTy rec_clas_tyvars 
-                               [(rec_clas, mkTyVarTys rec_clas_tyvars)]
-                               local_ty
-    in
+       theta = [mkClassPred clas (mkTyVarTys clas_tyvars)]
 
        -- Build the selector id and default method id
-    let
-       sel_id      = mkMethodSelId op_name rec_clas global_ty
-       maybe_dm_id = case maybe_dm_name of
-                          Nothing      -> Nothing
-                          Just dm_name -> let 
-                                            dm_id = mkDefaultMethodId dm_name rec_clas global_ty
-                                          in
-                                          Just (tcAddImportedIdInfo rec_env dm_id)
-    in
-    returnTc (local_ty, sel_id, maybe_dm_id)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-pass2]{Class decls pass 2: default methods}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-The purpose of pass 2 is
-\begin{enumerate}
-\item
-to beat on the explicitly-provided default-method decls (if any),
-using them to produce a complete set of default-method decls.
-(Omitted ones elicit an error message.)
-\item
-to produce a definition for the selector function for each method
-and superclass dictionary.
-\end{enumerate}
-
-Pass~2 only applies to locally-defined class declarations.
-
-The function @tcClassDecls2@ just arranges to apply @tcClassDecl2@ to
-each local class decl.
-
-\begin{code}
-tcClassDecls2 :: [RenamedHsDecl]
-             -> NF_TcM s (LIE s, TcMonoBinds s)
-
-tcClassDecls2 decls
-  = foldr combine
-         (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds))
-         [tcClassDecl2 cls_decl | ClD cls_decl <- decls]
-  where
-    combine tc1 tc2 = tc1 `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1) ->
-                     tc2 `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2) ->
-                     returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2,
-                                  binds1 `AndMonoBinds` binds2)
-\end{code}
-
-@tcClassDecl2@ is the business end of things.
-
-\begin{code}
-tcClassDecl2 :: RenamedClassDecl       -- The class declaration
-            -> NF_TcM s (LIE s, TcMonoBinds s)
-
-tcClassDecl2 (ClassDecl context class_name
-                       tyvar_names class_sigs default_binds pragmas _ _ src_loc)
-
-  | not (isLocallyDefined class_name)
-  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)
-
-  | otherwise  -- It is locally defined
-  = recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)) $ 
-    tcAddSrcLoc src_loc                                          $
-
-       -- Get the relevant class
-    tcLookupClass class_name           `thenTc` \ (_, clas) ->
-    let
-       (tyvars, sc_theta, sc_sel_ids, op_sel_ids, defm_ids) = classBigSig clas
+       sel_id = mkDictSelId op_name clas
+       DefMeth dm_name = sig_dm
 
-       -- The selector binds are already in the selector Id's unfoldings
-       sel_binds = [ CoreMonoBind (RealId sel_id) (getUnfoldingTemplate (getIdUnfolding sel_id))
-                   | sel_id <- sc_sel_ids ++ op_sel_ids, 
-                     isLocallyDefined sel_id
-                   ]
+       dm_info = case maybe_dm_env of
+                   Nothing     -> sig_dm
+                   Just dm_env -> mk_src_dm_info dm_env
 
-       final_sel_binds = andMonoBinds sel_binds
+       mk_src_dm_info dm_env = case lookupNameEnv dm_env op_name of
+                                  Nothing    -> NoDefMeth
+                                  Just True  -> GenDefMeth
+                                  Just False -> DefMeth dm_name
     in
-       -- Generate bindings for the default methods
-    tcDefaultMethodBinds clas default_binds            `thenTc` \ (const_insts, meth_binds) ->
-
-    returnTc (const_insts, 
-             final_sel_binds `AndMonoBinds` meth_binds)
+    returnTc (local_ty, (sel_id, dm_info))
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection[Default methods]{Default methods}
@@ -341,23 +265,11 @@ we get the default methods:
 defm.Foo.op1 :: forall a. Foo a => a -> Bool
 defm.Foo.op1 = /\a -> \dfoo -> \x -> True
 
-====================== OLD ==================
-\begin{verbatim}
-defm.Foo.op2 :: forall a, b. (Foo a, Ord b) => a -> b -> b -> b
-defm.Foo.op2 = /\ a b -> \ dfoo dord -> \x y z ->
-                 if (op1 a dfoo x) && (< b dord y z) then y else z
-\end{verbatim}
-Notice that, like all ids, the foralls of defm.Foo.op2 are at the top.
-====================== END OF OLD ===================
-
-NEW:
-\begin{verbatim}
 defm.Foo.op2 :: forall a. Foo a => forall b. Ord b => a -> b -> b -> b
 defm.Foo.op2 = /\ a -> \ dfoo -> /\ b -> \ dord -> \x y z ->
                  if (op1 a dfoo x) && (< b dord y z) then y else z
 \end{verbatim}
 
-
 When we come across an instance decl, we may need to use the default
 methods:
 \begin{verbatim}
@@ -392,75 +304,122 @@ dfun.Foo.List
        dfoo_list
 \end{verbatim}
 
+The function @tcClassDecls2@ just arranges to apply @tcClassDecl2@ to
+each local class decl.
+
 \begin{code}
-tcDefaultMethodBinds
-       :: Class
-       -> RenamedMonoBinds
-       -> TcM s (LIE s, TcMonoBinds s)
+tcClassDecls2 :: Module -> [RenamedTyClDecl] -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds, [Id])
 
-tcDefaultMethodBinds clas default_binds
-  =    -- Construct suitable signatures
-    tcInstSigTyVars tyvars             `thenNF_Tc` \ (clas_tyvars, inst_tys, inst_env) ->
+tcClassDecls2 this_mod decls
+  = foldr combine
+         (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds, []))
+         [tcClassDecl2 cls_decl | cls_decl@(ClassDecl {tcdMeths = Just _}) <- decls] 
+               -- The 'Just' picks out source ClassDecls
+  where
+    combine tc1 tc2 = tc1 `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1, ids1) ->
+                     tc2 `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2, ids2) ->
+                     returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2,
+                                  binds1 `AndMonoBinds` binds2,
+                                  ids1 ++ ids2)
+\end{code}
 
-       -- Typecheck the default bindings
-    let
-       tc_dm meth_bind 
-         = case [pair | pair@(sel_id,_) <- sel_ids_w_dms,
-                        idName sel_id == bndr_name] of
+@tcClassDecl2@ generates bindings for polymorphic default methods
+(generic default methods have by now turned into instance declarations)
 
-               [] ->   -- Binding for something that isn't in the class signature
-                      failWithTc (badMethodErr bndr_name clas)
-       
-               ((sel_id, Just dm_id):_) ->
-                       -- We're looking at a default-method binding, so the dm_id
-                       -- is sure to be there!  Hence the inner "Just".
-                       -- Normal case
-
-                       tcMethodBind clas origin inst_tys clas_tyvars
-                                    sel_id meth_bind [{- No prags -}]
-                                               `thenTc` \ (bind, insts, (_, local_dm_id)) ->
-                       returnTc (bind, insts, (clas_tyvars, RealId dm_id, local_dm_id))
-         where
-           bndr_name  = case meth_bind of
-                               FunMonoBind name _ _ _          -> name
-                               PatMonoBind (VarPatIn name) _ _ -> name
-                               
-    in    
-    mapAndUnzip3Tc tc_dm 
-       (flatten default_binds [])              `thenTc` \ (defm_binds, insts_needed, abs_bind_stuff) ->
-
-       -- Check the context
-    newDicts origin [(clas,inst_tys)]          `thenNF_Tc` \ (this_dict, [this_dict_id]) ->
+\begin{code}
+tcClassDecl2 :: RenamedTyClDecl                -- The class declaration
+            -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds, [Id])
+
+tcClassDecl2 (ClassDecl {tcdName = class_name, tcdSigs = sigs, 
+                        tcdMeths = Just default_binds, tcdLoc = src_loc})
+  =    -- The 'Just' picks out source ClassDecls
+    recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds, [])) $ 
+    tcAddSrcLoc src_loc                                          $
+    tcLookupClass class_name                             `thenNF_Tc` \ clas ->
+
+       -- We make a separate binding for each default method.
+       -- At one time I used a single AbsBinds for all of them, thus
+       -- AbsBind [d] [dm1, dm2, dm3] { dm1 = ...; dm2 = ...; dm3 = ... }
+       -- But that desugars into
+       --      ds = \d -> (..., ..., ...)
+       --      dm1 = \d -> case ds d of (a,b,c) -> a
+       -- And since ds is big, it doesn't get inlined, so we don't get good
+       -- default methods.  Better to make separate AbsBinds for each
     let
-       avail_insts = this_dict
+       (tyvars, _, _, op_items) = classBigSig clas
+       prags                    = filter isPragSig sigs
+       tc_dm                    = tcDefMeth clas tyvars default_binds prags
     in
-    tcAddErrCtxt (classDeclCtxt clas) $
-    mapNF_Tc zonkSigTyVar clas_tyvars          `thenNF_Tc` \ clas_tyvars' ->
-    tcSimplifyAndCheck
-       (ptext SLIT("class") <+> ppr clas)
-       (mkTyVarSet clas_tyvars')
-       avail_insts
-       (unionManyBags insts_needed)            `thenTc` \ (const_lie, dict_binds) ->
-
+    mapAndUnzip3Tc tc_dm op_items      `thenTc` \ (defm_binds, const_lies, dm_ids_s) ->
+
+    returnTc (plusLIEs const_lies, andMonoBindList defm_binds, concat dm_ids_s)
+    
+
+tcDefMeth clas tyvars binds_in prags (_, NoDefMeth)  = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, [])
+tcDefMeth clas tyvars binds_in prags (_, GenDefMeth) = returnTc (EmptyMonoBinds, emptyLIE, [])
+       -- Generate code for polymorphic default methods only
+       -- (Generic default methods have turned into instance decls by now.)
+       -- This is incompatible with Hugs, which expects a polymorphic 
+       -- default method for every class op, regardless of whether or not 
+       -- the programmer supplied an explicit default decl for the class.  
+       -- (If necessary we can fix that, but we don't have a convenient Id to hand.)
+
+tcDefMeth clas tyvars binds_in prags op_item@(sel_id, DefMeth dm_name)
+  = tcInstTyVars ClsTv tyvars          `thenNF_Tc` \ (clas_tyvars, inst_tys, _) ->
     let
-       full_binds = AbsBinds
-                       clas_tyvars'
-                       [this_dict_id]
-                       abs_bind_stuff
-                       (dict_binds `AndMonoBinds` andMonoBinds defm_binds)
+       dm_ty = idType sel_id   -- Same as dict selector!
+          -- The default method's type should really come from the
+          -- iface file, since it could be usage-generalised, but this
+          -- requires altering the mess of knots in TcModule and I'm
+          -- too scared to do that.  Instead, I have disabled generalisation
+          -- of types of default methods (and dict funs) by annotating them
+          -- TyGenNever (in MkId).  Ugh!  KSW 1999-09.
+
+        theta       = [mkClassPred clas inst_tys]
+       dm_id       = mkDefaultMethodId dm_name dm_ty
+       local_dm_id = setIdLocalExported dm_id
+               -- Reason for setIdLocalExported: see notes with MkId.mkDictFunId
+       xtve = tyvars `zip` clas_tyvars
     in
-    returnTc (const_lie, full_binds)
-
+    newDicts origin theta                              `thenNF_Tc` \ [this_dict] ->
+
+    mkMethodBind origin clas inst_tys binds_in op_item `thenTc` \ (dm_inst, meth_info) ->
+    tcMethodBind xtve clas_tyvars theta 
+                [this_dict] meth_info                  `thenTc` \ (defm_bind, insts_needed) ->
+    
+    tcAddErrCtxt (defltMethCtxt clas) $
+    
+        -- Check the context
+    tcSimplifyCheck
+        (ptext SLIT("class") <+> ppr clas)
+       clas_tyvars
+        [this_dict]
+        insts_needed                   `thenTc` \ (const_lie, dict_binds) ->
+
+       -- Simplification can do unification
+    checkSigTyVars clas_tyvars         `thenTc` \ clas_tyvars' ->
+    
+    let
+        full_bind = AbsBinds
+                   clas_tyvars'
+                   [instToId this_dict]
+                   [(clas_tyvars', local_dm_id, instToId dm_inst)]
+                   emptyNameSet        -- No inlines (yet)
+                   (dict_binds `andMonoBinds` defm_bind)
+    in
+    returnTc (full_bind, const_lie, [dm_id])
   where
-    (tyvars, sc_theta, sc_sel_ids, op_sel_ids, defm_ids) = classBigSig clas
-    sel_ids_w_dms =  op_sel_ids `zip` defm_ids
     origin = ClassDeclOrigin
-
-    flatten EmptyMonoBinds rest              = rest
-    flatten (AndMonoBinds b1 b2) rest = flatten b1 (flatten b2 rest)
-    flatten a_bind rest                      = a_bind : rest
 \end{code}
 
+    
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Typechecking a method}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 @tcMethodBind@ is used to type-check both default-method and
 instance-decl method declarations.  We must type-check methods one at a
 time, because their signatures may have different contexts and
@@ -468,76 +427,219 @@ tyvar sets.
 
 \begin{code}
 tcMethodBind 
-       :: Class
-       -> InstOrigin s
-       -> [TcType s]                                   -- Instance types
-       -> [TcTyVar s]                                  -- Free variables of those instance types
-                                                       --  they'll be signature tyvars, and we
-                                                       --  want to check that they don't bound
-       -> Id                                           -- The method selector
-       -> RenamedMonoBinds                             -- Method binding (just one)
-       -> [RenamedSig]                                 -- Pramgas (just for this one)
-       -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s, (LIE s, TcIdOcc s))
-
-tcMethodBind clas origin inst_tys inst_tyvars sel_id meth_bind prags
- = tcAddSrcLoc src_loc                         $
-   newMethod origin (RealId sel_id) inst_tys   `thenNF_Tc` \ meth@(_, TcId meth_id) ->
-   tcInstSigTcType (idType meth_id)    `thenNF_Tc` \ (tyvars', rho_ty') ->
-   let
-       (theta', tau')  = splitRhoTy rho_ty'
-       sig_info        = TySigInfo meth_name meth_id tyvars' theta' tau' src_loc
-       meth_name       = idName meth_id
-       meth_bind'      = case meth_bind of
-                           FunMonoBind _ fix matches loc    -> FunMonoBind meth_name fix matches loc
-                           PatMonoBind (VarPatIn _) rhs loc -> PatMonoBind (VarPatIn meth_name) rhs loc
-               -- The renamer just puts the selector ID as the binder in the method binding
-               -- but we must use the method name; so we substitute it here.  Crude but simple.
-   in
-   tcExtendLocalValEnv [meth_name] [meth_id] (
-       tcPragmaSigs prags
-   )                                           `thenTc` \ (prag_info_fn, prag_binds, prag_lie) ->
-
-   tcExtendGlobalTyVars inst_tyvars (
-     tcAddErrCtxt (methodCtxt sel_id)          $
-     tcBindWithSigs NotTopLevel [meth_name] meth_bind' [sig_info]
-                   NonRecursive prag_info_fn   
-   )                                                   `thenTc` \ (binds, insts, _) ->
-
-       -- Now check that the instance type variables
-       -- (or, in the case of a class decl, the class tyvars)
-       -- have not been unified with anything in the environment
-   tcAddErrCtxt (monoCtxt sel_id) (
-     tcAddErrCtxt (sigCtxt sel_id) $
-     checkSigTyVars inst_tyvars (idType meth_id)
-   )                                                   `thenTc_` 
-
-   returnTc (binds `AndMonoBinds` prag_binds, 
-            insts `plusLIE` prag_lie, 
-            meth)
- where
-   src_loc = case meth_bind of
-               FunMonoBind name _ _ loc          -> loc
-               PatMonoBind (VarPatIn name) _ loc -> loc
+       :: [(TyVar,TcTyVar)]    -- Bindings for type environment
+       -> [TcTyVar]            -- Instantiated type variables for the
+                               --      enclosing class/instance decl. 
+                               --      They'll be signature tyvars, and we
+                               --      want to check that they don't get bound
+                               -- Always equal the range of the type envt
+       -> TcThetaType          -- Available theta; it's just used for the error message
+       -> [Inst]               -- Available from context, used to simplify constraints 
+                               --      from the method body
+       -> (Id, TcSigInfo, RenamedMonoBinds)    -- Details of this method
+       -> TcM (TcMonoBinds, LIE)
+
+tcMethodBind xtve inst_tyvars inst_theta avail_insts
+            (sel_id, meth_sig, meth_bind)
+  =  
+       -- Check the bindings; first adding inst_tyvars to the envt
+       -- so that we don't quantify over them in nested places
+     tcExtendTyVarEnv2 xtve (
+       tcAddErrCtxt (methodCtxt sel_id)                $
+       tcMonoBinds meth_bind [meth_sig] NonRecursive
+     )                                                 `thenTc` \ (meth_bind, meth_lie, _, _) ->
+
+       -- Now do context reduction.   We simplify wrt both the local tyvars
+       -- and the ones of the class/instance decl, so that there is
+       -- no problem with
+       --      class C a where
+       --        op :: Eq a => a -> b -> a
+       --
+       -- We do this for each method independently to localise error messages
+
+     let
+       TySigInfo meth_id meth_tvs meth_theta _ local_meth_id _ _ = meth_sig
+     in
+     tcAddErrCtxtM (sigCtxt sel_id inst_tyvars inst_theta (idType meth_id))    $
+     newDicts SignatureOrigin meth_theta               `thenNF_Tc` \ meth_dicts ->
+     let
+       all_tyvars = meth_tvs ++ inst_tyvars
+       all_insts  = avail_insts ++ meth_dicts
+     in
+     tcSimplifyCheck
+        (ptext SLIT("class or instance method") <+> quotes (ppr sel_id))
+        all_tyvars all_insts meth_lie                  `thenTc` \ (lie, lie_binds) ->
+
+     checkSigTyVars all_tyvars                         `thenTc` \ all_tyvars' ->
+
+     let
+       meth_tvs'      = take (length meth_tvs) all_tyvars'
+       poly_meth_bind = AbsBinds meth_tvs'
+                                 (map instToId meth_dicts)
+                                 [(meth_tvs', meth_id, local_meth_id)]
+                                 emptyNameSet  -- Inlines?
+                                 (lie_binds `andMonoBinds` meth_bind)
+     in
+     returnTc (poly_meth_bind, lie)
+
+
+mkMethodBind :: InstOrigin
+            -> Class -> [TcType]       -- Class and instance types
+            -> RenamedMonoBinds        -- Method binding (pick the right one from in here)
+            -> ClassOpItem
+            -> TcM (Inst,              -- Method inst
+                    (Id,                       -- Global selector Id
+                     TcSigInfo,                -- Signature 
+                     RenamedMonoBinds))        -- Binding for the method
+
+mkMethodBind origin clas inst_tys meth_binds (sel_id, dm_info)
+  = tcGetSrcLoc                        `thenNF_Tc` \ loc -> 
+    newMethod origin sel_id inst_tys   `thenNF_Tc` \ meth_inst ->
+    let
+       meth_id    = instToId meth_inst
+       meth_name  = idName meth_id
+    in
+       -- Figure out what method binding to use
+       -- If the user suppplied one, use it, else construct a default one
+    (case find_bind (idName sel_id) meth_name meth_binds of
+       Just user_bind -> returnTc user_bind 
+       Nothing        -> mkDefMethRhs origin clas inst_tys sel_id loc dm_info  `thenTc` \ rhs ->
+                         returnTc (FunMonoBind meth_name False -- Not infix decl
+                                               [mkSimpleMatch [] rhs placeHolderType loc] loc)
+    )                                                          `thenTc` \ meth_bind ->
+
+    mkTcSig meth_id loc                        `thenNF_Tc` \ meth_sig ->
+
+    returnTc (meth_inst, (sel_id, meth_sig, meth_bind))
+    
+
+     -- The user didn't supply a method binding, 
+     -- so we have to make up a default binding
+     -- The RHS of a default method depends on the default-method info
+mkDefMethRhs origin clas inst_tys sel_id loc (DefMeth dm_name)
+  =  -- An polymorphic default method
+    returnTc (HsVar dm_name)
+
+mkDefMethRhs origin clas inst_tys sel_id loc NoDefMeth
+  =    -- No default method
+       -- Warn only if -fwarn-missing-methods
+    doptsTc Opt_WarnMissingMethods             `thenNF_Tc` \ warn -> 
+    warnTc (isInstDecl origin && warn)
+          (omittedMethodWarn sel_id)           `thenNF_Tc_`
+    returnTc error_rhs
+  where
+    error_rhs  = HsLam (mkSimpleMatch wild_pats simple_rhs placeHolderType loc)
+    simple_rhs = HsApp (HsVar (getName nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID)) 
+                      (HsLit (HsStringPrim (mkFastString (stringToUtf8 error_msg))))
+    error_msg = showSDoc (hcat [ppr loc, text "|", ppr sel_id ])
+
+       -- When the type is of form t1 -> t2 -> t3
+       -- make a default method like (\ _ _ -> noMethBind "blah")
+       -- rather than simply        (noMethBind "blah")
+       -- Reason: if t1 or t2 are higher-ranked types we get n
+       --         silly ambiguity messages.
+       -- Example:     f :: (forall a. Eq a => a -> a) -> Int
+       --              f = error "urk"
+       -- Here, tcSub tries to force (error "urk") to have the right type,
+       -- thus:        f = \(x::forall a. Eq a => a->a) -> error "urk" (x t)
+       -- where 't' is fresh ty var.  This leads directly to "ambiguous t".
+       -- 
+       -- NB: technically this changes the meaning of the default-default
+       --     method slightly, because `seq` can see the lambdas.  Oh well.
+    (_,_,tau1)    = tcSplitSigmaTy (idType sel_id)
+    (_,_,tau2)    = tcSplitSigmaTy tau1
+       -- Need two splits because the  selector can have a type like
+       --      forall a. Foo a => forall b. Eq b => ...
+    (arg_tys, _) = tcSplitFunTys tau2
+    wild_pats   = [WildPatIn | ty <- arg_tys]
+
+mkDefMethRhs origin clas inst_tys sel_id loc GenDefMeth 
+  =    -- A generic default method
+       -- If the method is defined generically, we can only do the job if the
+       -- instance declaration is for a single-parameter type class with
+       -- a type constructor applied to type arguments in the instance decl
+       --      (checkTc, so False provokes the error)
+     ASSERT( isInstDecl origin )       -- We never get here from a class decl
+
+     checkTc (isJust maybe_tycon)
+            (badGenericInstance sel_id (notSimple inst_tys))   `thenTc_`
+     checkTc (isJust (tyConGenInfo tycon))
+            (badGenericInstance sel_id (notGeneric tycon))                     `thenTc_`
+
+     ioToTc (dumpIfSet opt_PprStyle_Debug "Generic RHS" stuff) `thenNF_Tc_`
+     returnTc rhs
+  where
+    rhs = mkGenericRhs sel_id clas_tyvar tycon
+
+    stuff = vcat [ppr clas <+> ppr inst_tys,
+                 nest 4 (ppr sel_id <+> equals <+> ppr rhs)]
+
+         -- The tycon is only used in the generic case, and in that
+         -- case we require that the instance decl is for a single-parameter
+         -- type class with type variable arguments:
+         --    instance (...) => C (T a b)
+    clas_tyvar    = head (classTyVars clas)
+    Just tycon   = maybe_tycon
+    maybe_tycon   = case inst_tys of 
+                       [ty] -> case tcSplitTyConApp_maybe ty of
+                                 Just (tycon, arg_tys) | all tcIsTyVarTy arg_tys -> Just tycon
+                                 other                                           -> Nothing
+                       other -> Nothing
+
+isInstDecl InstanceDeclOrigin = True
+isInstDecl ClassDeclOrigin    = False
 \end{code}
 
+
+\begin{code}
+-- The renamer just puts the selector ID as the binder in the method binding
+-- but we must use the method name; so we substitute it here.  Crude but simple.
+find_bind sel_name meth_name (FunMonoBind op_name fix matches loc)
+    | op_name == sel_name = Just (FunMonoBind meth_name fix matches loc)
+find_bind sel_name meth_name (AndMonoBinds b1 b2)
+    = find_bind sel_name meth_name b1 `seqMaybe` find_bind sel_name meth_name b2
+find_bind sel_name meth_name other  = Nothing  -- Default case
+
+ -- Find the prags for this method, and replace the
+ -- selector name with the method name
+find_prags sel_name meth_name [] = []
+find_prags sel_name meth_name (SpecSig name ty loc : prags) 
+     | name == sel_name = SpecSig meth_name ty loc : find_prags sel_name meth_name prags
+find_prags sel_name meth_name (InlineSig sense name phase loc : prags)
+   | name == sel_name = InlineSig sense meth_name phase loc : find_prags sel_name meth_name prags
+find_prags sel_name meth_name (prag:prags) = find_prags sel_name meth_name prags
+\end{code}
+
+
 Contexts and errors
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-classArityErr class_name
-  = ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr class_name)
-
-classDeclCtxt class_name
-  = ptext SLIT("In the class declaration for") <+> quotes (ppr class_name)
+defltMethCtxt clas
+  = ptext SLIT("When checking the default methods for class") <+> quotes (ppr clas)
 
 methodCtxt sel_id
   = ptext SLIT("In the definition for method") <+> quotes (ppr sel_id)
 
-monoCtxt sel_id
-  = sep [ptext SLIT("Probable cause: the right hand side of") <+> quotes (ppr sel_id),
-         nest 4 (ptext SLIT("mentions a top-level variable subject to the dreaded monomorphism restriction"))
-    ]
-
-badMethodErr bndr clas
+badMethodErr clas op
   = hsep [ptext SLIT("Class"), quotes (ppr clas), 
-         ptext SLIT("does not have a method"), quotes (ppr bndr)]
+         ptext SLIT("does not have a method"), quotes (ppr op)]
+
+omittedMethodWarn sel_id
+  = ptext SLIT("No explicit method nor default method for") <+> quotes (ppr sel_id)
+
+badGenericInstance sel_id because
+  = sep [ptext SLIT("Can't derive generic code for") <+> quotes (ppr sel_id),
+        because]
+
+notSimple inst_tys
+  = vcat [ptext SLIT("because the instance type(s)"), 
+         nest 2 (ppr inst_tys),
+         ptext SLIT("is not a simple type of form (T a b c)")]
+
+notGeneric tycon
+  = vcat [ptext SLIT("because the instance type constructor") <+> quotes (ppr tycon) <+> 
+         ptext SLIT("was not compiled with -fgenerics")]
+
+mixedGenericErr op
+  = ptext SLIT("Can't mix generic and non-generic equations for class method") <+> quotes (ppr op)
 \end{code}