[project @ 2001-11-23 12:06:49 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcClassDcl.lhs
index 90a5af4..cdd2c7e 100644 (file)
@@ -1,66 +1,61 @@
 %
-% (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, checkValidClass, tcClassDecls2, 
+                   tcMethodBind, badMethodErr
+                 ) where
+
 #include "HsVersions.h"
 
-module TcClassDcl (
-       tcClassDecl1, tcClassDecls2
-    ) where
-
-IMP_Ubiq()
-
-import HsSyn           ( ClassDecl(..), HsBinds(..), Bind(..), MonoBinds(..),
-                         Match(..), GRHSsAndBinds(..), GRHS(..), HsExpr(..),
-                         HsLit(..), OutPat(..), Sig(..), PolyType(..), MonoType, 
-                         Stmt, Qualifier, ArithSeqInfo, InPat, Fake )
-import HsPragmas       ( ClassPragmas(..) )
-import RnHsSyn         ( RenamedClassDecl(..), RenamedClassPragmas(..),
-                         RenamedClassOpSig(..), RenamedMonoBinds(..),
-                         RenamedGenPragmas(..), RenamedContext(..),
-                         RnName{-instance Uniquable-}
+import HsSyn           ( TyClDecl(..), Sig(..), MonoBinds(..),
+                         HsExpr(..), HsLit(..), 
+                         mkSimpleMatch, andMonoBinds, andMonoBindList, 
+                         isClassOpSig, isPragSig,
+                         getClassDeclSysNames, placeHolderType
+                       )
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), RecFlag(..), StrictnessMark(..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedTyClDecl, 
+                         RenamedClassOpSig, RenamedMonoBinds,
+                         RenamedSig, maybeGenericMatch
                        )
-import TcHsSyn         ( TcIdOcc(..), TcHsBinds(..), TcMonoBinds(..), TcExpr(..),
-                         mkHsTyApp, mkHsTyLam, mkHsDictApp, mkHsDictLam, tcIdType )
-
-import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), LIE(..), emptyLIE, plusLIE, newDicts )
-import TcEnv           ( tcLookupClass, tcLookupTyVar, tcLookupTyCon, newLocalIds)
-import TcInstDcls      ( processInstBinds, newMethodId )
-import TcKind          ( TcKind )
-import TcKind          ( unifyKind )
-import TcMonad         hiding ( rnMtoTcM )
-import TcMonoType      ( tcPolyType, tcMonoType, tcContext )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
-import TcType          ( TcType(..), TcTyVar(..), tcInstType, tcInstSigTyVars, tcInstSigType )
-
-import Bag             ( foldBag, unionManyBags )
-import Class           ( GenClass, mkClass, mkClassOp, classBigSig, 
-                         classOps, classOpString, classOpLocalType,
-                         classOpTagByString
+import TcHsSyn         ( TcMonoBinds )
+
+import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, 
+                         instToId, newDicts, newMethod )
+import TcEnv           ( RecTcEnv, TyThingDetails(..), tcAddImportedIdInfo,
+                         tcLookupClass, tcExtendTyVarEnvForMeths, tcExtendGlobalTyVars,
+                         tcExtendLocalValEnv, tcExtendTyVarEnv
                        )
-import Id              ( mkSuperDictSelId, mkMethodSelId, mkDefaultMethodId,
-                         idType )
-import IdInfo          ( noIdInfo )
-import Name            ( isLocallyDefined, origName, getLocalName )
-import PrelVals                ( nO_DEFAULT_METHOD_ERROR_ID )
-import PprStyle
-import Pretty
-import PprType         ( GenType, GenTyVar, GenClassOp )
-import SpecEnv         ( SpecEnv(..) )
-import SrcLoc          ( mkGeneratedSrcLoc )
-import Type            ( mkFunTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkDictTy,
-                         mkForAllTy, mkSigmaTy, splitSigmaTy)
-import TysWiredIn      ( stringTy )
-import TyVar           ( mkTyVarSet, GenTyVar )
-import Unique          ( Unique )                       
-import Util
-
-
--- import TcPragmas    ( tcGenPragmas, tcClassOpPragmas )
-tcGenPragmas ty id ps = returnNF_Tc noIdInfo
-tcClassOpPragmas ty sel def spec ps = returnNF_Tc (noIdInfo, noIdInfo)
+import TcBinds         ( tcBindWithSigs, tcSpecSigs )
+import TcMonoType      ( tcHsType, tcHsTheta, checkSigTyVars, sigCtxt, mkTcSig )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, bindInstsOfLocalFuns )
+import TcMType         ( tcInstSigTyVars, checkValidTheta, checkValidType, SourceTyCtxt(..), UserTypeCtxt(..) )
+import TcType          ( Type, TyVarDetails(..), TcType, TcThetaType, TcTyVar, 
+                         mkSigmaTy, mkTyVarTys, mkPredTys, mkClassPred, 
+                         tcIsTyVarTy, tcSplitTyConApp_maybe, tcSplitSigmaTy
+                       )
+import TcMonad
+import Generics                ( mkGenericRhs, validGenericMethodType )
+import PrelInfo                ( nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID )
+import Class           ( classTyVars, classBigSig, classTyCon, className,
+                         Class, ClassOpItem, DefMeth (..) )
+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 Var             ( TyVar )
+import VarSet          ( mkVarSet, emptyVarSet )
+import CmdLineOpts
+import ErrUtils                ( dumpIfSet )
+import Util            ( count, isSingleton, lengthIs, equalLength )
+import Maybes          ( seqMaybe, maybeToBool )
 \end{code}
 
 
@@ -98,370 +93,197 @@ Now DictTy in Type is just a form of type synomym:
 Death to "ExpandingDicts".
 
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type checking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-tcClassDecl1 rec_inst_mapper
-            (ClassDecl context class_name
-                       tyvar_name class_sigs def_methods pragmas src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc        $
-    tcAddErrCtxt (classDeclCtxt class_name) $
-
-       -- LOOK THINGS UP IN THE ENVIRONMENT
-    tcLookupClass class_name   `thenNF_Tc` \ (class_kind, rec_class) ->
-    tcLookupTyVar tyvar_name   `thenNF_Tc` \ (tyvar_kind, rec_tyvar) ->
+
+tcClassDecl1 :: RecTcEnv -> RenamedTyClDecl -> TcM (Name, TyThingDetails)
+tcClassDecl1 rec_env
+            (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
-       (rec_class_inst_env, rec_class_op_inst_fn) = rec_inst_mapper rec_class
+       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                            $ 
 
-       -- FORCE THE CLASS AND ITS TYVAR TO HAVE SAME KIND
-    unifyKind class_kind tyvar_kind    `thenTc_`
-
+    checkDefaultBinds clas op_names def_methods          `thenTc` \ mb_dm_env ->
+       
        -- CHECK THE CONTEXT
-    tcClassContext rec_class rec_tyvar context pragmas 
-                               `thenTc` \ (scs, 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_class rec_tyvar rec_class_op_inst_fn) class_sigs
-                               `thenTc` \ sig_stuff ->
+    mapTc (tcClassSig rec_env clas tyvars mb_dm_env) op_sigs   `thenTc` \ sig_stuff ->
 
-       -- MAKE THE CLASS OBJECT ITSELF
+       -- MAKE THE CLASS DETAILS
     let
-       (ops, op_sel_ids, defm_ids) = unzip3 sig_stuff
-       clas = mkClass (uniqueOf class_name) (getName class_name) rec_tyvar
-                      scs sc_sel_ids ops op_sel_ids defm_ids
-                      rec_class_inst_env
+       (op_tys, op_items) = unzip sig_stuff
+        sc_tys            = mkPredTys sc_theta
+       dict_component_tys = sc_tys ++ op_tys
+        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}
 
-
-    let
-       clas_ty = mkTyVarTy clas_tyvar
-       dict_component_tys = [mkDictTy sc clas_ty | sc <- scs] ++
-                            [classOpLocalType op | op <- ops])
-       new_or_data = case dict_component_tys of
-                       [_]   -> NewType
-                       other -> DataType
-
-        dict_con_id = mkDataCon class_name
-                          [NotMarkedStrict]
-                          [{- No labelled fields -}]
-                          [clas_tyvar]
-                          [{-No context-}]
-                          dict_component_tys
-                          tycon
-
-       tycon = mkDataTyCon class_name
-                           (tyVarKind rec_tyvar `mkArrowKind` mkBoxedTypeKind)
-                           [rec_tyvar]
-                           [{- Empty context -}]
-                           [dict_con_id]
-                           [{- No derived classes -}]
-                           new_or_data
-    in
-
-
 \begin{code}
-tcClassContext :: Class -> TyVar
-              -> RenamedContext        -- class context
-              -> RenamedClassPragmas   -- pragmas for superclasses  
-              -> TcM s ([Class],       -- the superclasses
-                        [Id])          -- superclass selector Ids
-
-tcClassContext rec_class rec_tyvar 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` \ theta ->
-    let
-      super_classes = [ supers | (supers, _) <- theta ]
-    in
-
-       -- Make super-class selector ids
-    mapTc (mk_super_id rec_class) 
-         (super_classes `zip` maybe_pragmas) `thenTc` \ sc_sel_ids ->
-         -- NB: we worry about matching list lengths below
-
-       -- Done
-    returnTc (super_classes, sc_sel_ids)
-
+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
-    mk_super_id rec_class (super_class, maybe_pragma)
-        = fixTc ( \ rec_super_id ->
-           tcGetUnique                 `thenNF_Tc` \ uniq ->
-
-               -- GET THE PRAGMA INFO FOR THE SUPERCLASS
-           (case maybe_pragma of
-               Nothing   -> returnNF_Tc noIdInfo
-               Just prag -> tcGenPragmas Nothing{-ty unknown-} rec_super_id prag
-           )                           `thenNF_Tc` \ id_info ->
-           let
-               rec_tyvar_ty = mkTyVarTy rec_tyvar
-               ty = mkForAllTy rec_tyvar $
-                    mkFunTy (mkDictTy rec_class   rec_tyvar_ty)
-                            (mkDictTy super_class rec_tyvar_ty)
-           in
-               -- BUILD THE SUPERCLASS ID
-           returnTc (mkSuperDictSelId uniq rec_class super_class ty id_info)
-         )
-
-    maybe_pragmas :: [Maybe RenamedGenPragmas]
-    maybe_pragmas = case pragmas of
-                       NoClassPragmas         -> repeat Nothing
-                       SuperDictPragmas prags -> ASSERT(length prags == length context)
-                                                 map Just prags
-                       -- If there are any pragmas there should
-                       -- be one for each superclass
-
-
-
-tcClassSig :: Class                    -- Knot tying only!
-          -> TyVar                     -- The class type variable, used for error check only
-          -> (ClassOp -> SpecEnv)      -- Ditto; the spec info for the class ops
-          -> RenamedClassOpSig
-          -> TcM s (ClassOp,           -- class op
-                    Id,                -- selector id
-                    Id)                -- default-method ids
-
-tcClassSig rec_clas rec_clas_tyvar rec_classop_spec_fn
-          (ClassOpSig op_name
-                      op_ty
-                      pragmas src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc $
-    fixTc ( \ ~(_, rec_sel_id, rec_defm_id) -> -- Knot for pragmas
-
-       -- Check the type signature.  NB that the envt *already has*
-       -- bindings for the type variables; see comments in TcTyAndClassDcls.
-
-    -- NB: Renamer checks that the class type variable is mentioned in local_ty,
-    -- and that it is not constrained by theta
-    tcPolyType op_ty                           `thenTc` \ local_ty ->
-    let
-       global_ty   = mkSigmaTy [rec_clas_tyvar] 
-                               [(rec_clas, mkTyVarTy rec_clas_tyvar)]
-                               local_ty
-       class_op_nm = getLocalName op_name
-       class_op    = mkClassOp class_op_nm
-                               (classOpTagByString rec_clas{-yeeps!-} class_op_nm)
-                               local_ty
-    in
+    go EmptyMonoBinds = returnTc emptyNameEnv
 
-       -- Munch the pragmas
-    tcClassOpPragmas
-               global_ty
-               rec_sel_id rec_defm_id
-               (rec_classop_spec_fn class_op)
-               pragmas                         `thenNF_Tc` \ (op_info, defm_info) ->
+    go (AndMonoBinds b1 b2)
+      = go b1  `thenTc` \ dm_info1 ->
+        go b2  `thenTc` \ dm_info2 ->
+        returnTc (dm_info1 `plusNameEnv` dm_info2)
 
-       -- Build the selector id and default method id
-    tcGetUnique                                        `thenNF_Tc` \ d_uniq ->
-    let
-       op_uniq = uniqueOf op_name
-       sel_id  = mkMethodSelId     op_uniq rec_clas class_op global_ty op_info
-       defm_id = mkDefaultMethodId d_uniq  rec_clas class_op False global_ty defm_info
-                       -- ToDo: improve the "False"
-    in
-    returnTc (class_op, sel_id, defm_id)
-    )
-\end{code}
+    go (FunMonoBind op _ matches loc)
+      = tcAddSrcLoc loc                                        $
 
+       -- Check that the op is from this class
+       checkTc (op `elem` ops) (badMethodErr clas op)          `thenTc_`
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-pass2]{Class decls pass 2: default methods}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+       -- Check that all the defns ar generic, or none are
+       checkTc (all_generic || none_generic) (mixedGenericErr op)      `thenTc_`
 
-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 :: Bag RenamedClassDecl
-             -> NF_TcM s (LIE s, TcHsBinds s)
-
-tcClassDecls2 decls
-  = foldBag combine
-           tcClassDecl2
-           (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds))
-           decls
-  where
-    combine tc1 tc2 = tc1 `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1) ->
-                     tc2 `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2) ->
-                     returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2,
-                                  binds1 `ThenBinds` binds2)
+       returnTc (unitNameEnv op all_generic)
+      where
+       n_generic    = count (maybeToBool . maybeGenericMatch) matches
+       none_generic = n_generic == 0
+       all_generic  = matches `lengthIs` n_generic
 \end{code}
 
-@tcClassDecl2@ is the business end of things.
 
 \begin{code}
-tcClassDecl2 :: RenamedClassDecl       -- The class declaration
-            -> NF_TcM s (LIE s, TcHsBinds s)
+tcClassSig :: RecTcEnv                 -- Knot tying only!
+          -> 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 (Type,                -- Type of the method
+                    ClassOpItem)       -- Selector Id, default-method Id, True if explicit default binding
 
-tcClassDecl2 (ClassDecl context class_name
-                       tyvar_name class_sigs default_binds pragmas src_loc)
+-- 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. 
 
-  | not (isLocallyDefined class_name)
-  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds)
+tcClassSig unf_env clas clas_tyvars maybe_dm_env
+          (ClassOpSig op_name sig_dm op_ty src_loc)
+  = tcAddSrcLoc src_loc $
 
-  | otherwise  -- It is locally defined
-  = recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds)) $
-    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 ->
 
-       -- Get the relevant class
-    tcLookupClass class_name           `thenNF_Tc` \ (_, clas) ->
     let
-       (tyvar, scs, sc_sel_ids, ops, op_sel_ids, defm_ids)
-         = classBigSig clas
-    in
-    tcInstSigTyVars [tyvar]            `thenNF_Tc` \ ([clas_tyvar], _, _) ->
-
-       -- Generate bindings for the selector functions
-    buildSelectors clas tyvar clas_tyvar scs sc_sel_ids ops op_sel_ids
-                                       `thenNF_Tc` \ sel_binds ->
-       -- Ditto for the methods
-    buildDefaultMethodBinds clas clas_tyvar defm_ids default_binds
-                                       `thenTc` \ (const_insts, meth_binds) ->
-
-    returnTc (const_insts, sel_binds `ThenBinds` meth_binds)
-\end{code}
+       theta = [mkClassPred clas (mkTyVarTys clas_tyvars)]
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-bld-sels]{Building the selector functions for methods and superclasses}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-buildSelectors :: Class                        -- The class object
-              -> TyVar                 -- Class type variable
-              -> TcTyVar s             -- Instantiated class type variable (TyVarTy)
-              -> [Class] -> [Id]       -- Superclasses and selectors
-              -> [ClassOp] -> [Id]     -- Class ops and selectors
-              -> NF_TcM s (TcHsBinds s)
-
-buildSelectors clas clas_tyvar clas_tc_tyvar scs sc_sel_ids ops op_sel_ids
-  =
-       -- Make new Ids for the components of the dictionary
-    let
-       clas_tyvar_ty = mkTyVarTy clas_tc_tyvar
-       mk_op_ty = tcInstType [(clas_tyvar, clas_tyvar_ty)] . classOpLocalType 
-    in
-    mapNF_Tc mk_op_ty ops                              `thenNF_Tc` \ op_tys ->
-    newLocalIds (map classOpString ops) op_tys `thenNF_Tc` \ method_ids ->
-
-    newDicts ClassDeclOrigin 
-            [ (super_clas, clas_tyvar_ty)
-            | super_clas <- scs ]                      `thenNF_Tc` \ (_,dict_ids) ->
+       -- Build the selector id and default method id
+       sel_id = mkDictSelId op_name clas
+       DefMeth dm_name = sig_dm
 
-    newDicts ClassDeclOrigin 
-            [ (clas, clas_tyvar_ty) ]                  `thenNF_Tc` \ (_,[clas_dict]) ->
+       dm_info = case maybe_dm_env of
+                   Nothing     -> sig_dm
+                   Just dm_env -> mk_src_dm_info dm_env
 
-        -- Make suitable bindings for the selectors
-    let
-       mk_sel sel_id method_or_dict
-         = mkSelBind sel_id clas_tc_tyvar clas_dict dict_ids method_ids method_or_dict
+       mk_src_dm_info dm_env = case lookupNameEnv dm_env op_name of
+                                  Nothing    -> NoDefMeth
+                                  Just True  -> GenDefMeth
+                                  Just False -> DefMeth dm_name
     in
-    listNF_Tc (zipWithEqual "mk_sel1" mk_sel op_sel_ids method_ids) `thenNF_Tc` \ op_sel_binds ->
-    listNF_Tc (zipWithEqual "mk_sel2" mk_sel sc_sel_ids dict_ids)   `thenNF_Tc` \ sc_sel_binds ->
-
-    returnNF_Tc (SingleBind (
-                NonRecBind (
-                foldr AndMonoBinds
-                      (foldr AndMonoBinds EmptyMonoBinds op_sel_binds)
-                      sc_sel_binds
-                )))
+    returnTc (local_ty, (sel_id, dm_info))
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[ClassDcl-misc]{Miscellaneous}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+checkValidClass is called once the mutually-recursive knot has been
+tied, so we can look at things freely.
 
-Make a selector expression for @sel_id@ from a dictionary @clas_dict@
-consisting of @dicts@ and @methods@.
-
-====================== OLD ============================
-We have to do a bit of jiggery pokery to get the type variables right.
-Suppose we have the class decl:
-\begin{verbatim}
-       class Foo a where
-               op1 :: Ord b => a -> b -> a
-               op2 :: ...
-\end{verbatim}
-Then the method selector for \tr{op1} is like this:
-\begin{verbatim}
-       op1_sel = /\a b -> \dFoo dOrd -> case dFoo of
-                                        (op1_method,op2_method) -> op1_method b dOrd
-\end{verbatim}
-Note that the type variable for \tr{b} and the (Ord b) dictionary
-are lifted to the top lambda, and
-\tr{op1_method} is applied to them.  This is preferable to the alternative:
-\begin{verbatim}
-       op1_sel' = /\a -> \dFoo -> case dFoo of
-                                       (op1_method,op2_method) -> op1_method
-\end{verbatim}
-because \tr{op1_sel'} then has the rather strange type
-\begin{verbatim}
-       op1_sel' :: forall a. Foo a -> forall b. Ord b -> a -> b -> a
-\end{verbatim}
-whereas \tr{op1_sel} (the one we use) has the decent type
-\begin{verbatim}
-       op1_sel :: forall a b. Foo a -> Ord b -> a -> b -> a
-\end{verbatim}
-========================= END OF OLD ===========================
-
-NEW COMMENT: instead we now go for op1_sel' above.  Seems tidier and
-the rest of the compiler darn well ought to cope.
+\begin{code}
+checkValidClass :: Class -> TcM ()
+checkValidClass cls
+  =    -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
+    doptsTc Opt_GlasgowExts                            `thenTc` \ gla_exts ->
 
+       -- Check that the class is unary, unless GlaExs
+    checkTc (not (null tyvars))                (nullaryClassErr cls)   `thenTc_`
+    checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)    `thenTc_`
 
+       -- Check the super-classes
+    checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta        `thenTc_`
 
-NOTE that we return a TcMonoBinds (which is later zonked) even though
-there's no real back-substitution to do. It's just simpler this way!
+       -- Check the class operations
+    mapTc_ check_op op_stuff           `thenTc_`
 
-NOTE ALSO that the selector has no free type variables, so we
-don't bother to instantiate the class-op's local type; instead
-we just use the variables inside it.
+       -- Check that if the class has generic methods, then the
+       -- class has only one parameter.  We can't do generic
+       -- multi-parameter type classes!
+    checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
 
-\begin{code}
-mkSelBind :: Id                        -- the selector id
-         -> TcTyVar s -> TcIdOcc s     -- class tyvar and dict
-         -> [TcIdOcc s] -> [TcIdOcc s] -- superclasses and methods in class dict
-         -> TcIdOcc s                  -- the superclass/method being slected
-         -> NF_TcM s (TcMonoBinds s)
-
-mkSelBind sel_id clas_tyvar clas_dict dicts methods method_or_dict@(TcId op)
-  = 
-       -- sel_id = /\ clas_tyvar -> \ clas_dict ->
-       --          case clas_dict of 
-       --               <dicts..methods> -> method_or_dict
-
-    returnNF_Tc (VarMonoBind (RealId sel_id)  (
-                TyLam [clas_tyvar] (
-                DictLam [clas_dict] (
-                HsCase
-                  (HsVar clas_dict)
-                   ([PatMatch  (DictPat dicts methods) (
-                    GRHSMatch (GRHSsAndBindsOut
-                       [OtherwiseGRHS
-                          (HsVar method_or_dict)
-                          mkGeneratedSrcLoc]
-                       EmptyBinds
-                       (idType op)))])
-                   mkGeneratedSrcLoc
-                ))))
+  where
+    (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
+    unary      = isSingleton tyvars
+    no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
+
+    check_op (sel_id, dm) 
+       = checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)        `thenTc_`
+               -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
+               -- class itself, leaving just the method type
+
+         checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau       `thenTc_`
+
+               -- Check that for a generic method, the type of 
+               -- the method is sufficiently simple
+         checkTc (dm /= GenDefMeth || validGenericMethodType op_ty)
+                 (badGenericMethodType op_name op_ty)
+       where
+         op_name = idName sel_id
+         op_ty   = idType sel_id
+         (_,theta,tau) = tcSplitSigmaTy op_ty
 \end{code}
 
 
@@ -487,23 +309,11 @@ 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}
@@ -538,97 +348,306 @@ dfun.Foo.List
        dfoo_list
 \end{verbatim}
 
+The function @tcClassDecls2@ just arranges to apply @tcClassDecl2@ to
+each local class decl.
+
 \begin{code}
-buildDefaultMethodBinds
-       :: Class
-       -> TcTyVar s
-       -> [Id]
-       -> RenamedMonoBinds
-       -> TcM s (LIE s, TcHsBinds s)
-
-buildDefaultMethodBinds clas clas_tyvar
-                       default_method_ids default_binds
-  = newDicts origin [(clas,inst_ty)]                   `thenNF_Tc` \ (this_dict, [this_dict_id]) ->
-    mapAndUnzipNF_Tc mk_method default_method_ids      `thenNF_Tc` \ (insts_s, local_defm_ids) ->
+tcClassDecls2 :: Module -> [RenamedTyClDecl] -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds, [Id])
+
+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}
+
+@tcClassDecl2@ generates bindings for polymorphic default methods
+(generic default methods have by now turned into instance declarations)
+
+\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 `plusLIE` unionManyBags insts_s         -- Insts available
+       (tyvars, _, _, op_items) = classBigSig clas
+       prags                    = filter isPragSig sigs
+       tc_dm                    = tcDefMeth clas tyvars default_binds prags
     in
-    processInstBinds
-        clas
-        (makeClassDeclDefaultMethodRhs clas local_defm_ids)
-        [clas_tyvar]   -- Tyvars in scope
-        avail_insts
-        local_defm_ids
-        default_binds                                  `thenTc` \ (insts_needed, default_binds') ->
-
-    tcSimplifyAndCheck
-       (mkTyVarSet [clas_tyvar])
-       avail_insts
-       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)
+  = tcInstSigTyVars ClsTv tyvars                       `thenNF_Tc` \ clas_tyvars ->
     let
-       defm_binds = AbsBinds
-                       [clas_tyvar]
-                       [this_dict_id]
-                       (local_defm_ids `zip` map RealId default_method_ids)
-                       dict_binds
-                       (RecBind default_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.
+
+       inst_tys    = mkTyVarTys clas_tyvars
+        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
     in
-    returnTc (const_lie, defm_binds)
+    newDicts origin theta              `thenNF_Tc` \ [this_dict] ->
+
+    tcExtendTyVarEnvForMeths tyvars clas_tyvars (
+        tcMethodBind clas origin clas_tyvars inst_tys theta
+                    binds_in prags False op_item
+    )                                  `thenTc` \ (defm_bind, insts_needed, local_dm_inst) ->
+    
+    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 emptyVarSet     `thenTc` \ clas_tyvars' ->
+    
+    let
+        full_bind = AbsBinds
+                   clas_tyvars'
+                   [instToId this_dict]
+                   [(clas_tyvars', local_dm_id, instToId local_dm_inst)]
+                   emptyNameSet        -- No inlines (yet)
+                   (dict_binds `andMonoBinds` defm_bind)
+    in
+    returnTc (full_bind, const_lie, [dm_id])
   where
-    inst_ty = mkTyVarTy clas_tyvar
-    mk_method defm_id = newMethodId defm_id inst_ty origin
     origin = ClassDeclOrigin
 \end{code}
 
-@makeClassDeclDefaultMethodRhs@ builds the default method for a
-class declaration when no explicit default method is given.
+    
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\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
+tyvar sets.
 
 \begin{code}
-makeClassDeclDefaultMethodRhs
+tcMethodBind 
        :: Class
-       -> [TcIdOcc s]
-       -> Int
-       -> NF_TcM s (TcExpr s)
-
-makeClassDeclDefaultMethodRhs clas method_ids tag
-  =    -- Return the expression
-       --      error ty "No default method for ..."
-       -- The interesting thing is that method_ty is a for-all type;
-       -- this is fun, although unusual in a type application!
-
-    returnNF_Tc (HsApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId nO_DEFAULT_METHOD_ERROR_ID)) [tcIdType method_id])
-                      (HsLitOut (HsString (_PK_ error_msg)) stringTy))
-
-{-     OLD AND COMPLICATED
-    tcInstSigType ()   `thenNF_Tc` \ method_ty ->
-    let 
-       (tyvars, theta, tau) = splitSigmaTy method_ty 
-    in 
-    newDicts ClassDeclOrigin theta     `thenNF_Tc` \ (lie, dict_ids) ->
-
-    returnNF_Tc (mkHsTyLam tyvars (
-                mkHsDictLam dict_ids (
-                HsApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId nO_DEFAULT_METHOD_ERROR_ID)) [tau])
-                    (HsLitOut (HsString (_PK_ error_msg)) stringTy))))
--}
-
+       -> InstOrigin
+       -> [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
+       -> [TcType]             -- Instance types
+       -> TcThetaType          -- Available theta; this could be used to check
+                               --  the method signature, but actually that's done by
+                               --  the caller;  here, it's just used for the error message
+       -> RenamedMonoBinds     -- Method binding (pick the right one from in here)
+       -> [RenamedSig]         -- Pramgas (just for this one)
+       -> Bool                 -- True <=> This method is from an instance declaration
+       -> ClassOpItem          -- The method selector and default-method Id
+       -> TcM (TcMonoBinds, LIE, Inst)
+
+tcMethodBind clas origin inst_tyvars inst_tys inst_theta
+            meth_binds prags is_inst_decl (sel_id, dm_info)
+  = tcGetSrcLoc                        `thenNF_Tc` \ loc -> 
+    newMethod origin sel_id inst_tys   `thenNF_Tc` \ meth ->
+    let
+       meth_id    = instToId meth
+       meth_name  = idName meth_id
+       sig_msg    = ptext SLIT("When checking the expected type for class method") <+> ppr sel_id
+       meth_prags = find_prags (idName sel_id) meth_name prags
+    in
+    mkTcSig meth_id loc                        `thenNF_Tc` \ sig_info -> 
+
+       -- 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 is_inst_decl 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 ->
+     -- Check the bindings; first add inst_tyvars to the envt
+     -- so that we don't quantify over them in nested places
+     -- The *caller* put the class/inst decl tyvars into the envt
+     tcExtendGlobalTyVars (mkVarSet inst_tyvars) 
+                   (tcAddErrCtxt (methodCtxt sel_id)           $
+                    tcBindWithSigs NotTopLevel meth_bind 
+                                   [sig_info] meth_prags NonRecursive 
+                   )                                           `thenTc` \ (binds, insts, _) -> 
+
+     tcExtendLocalValEnv [(meth_name, meth_id)] 
+                        (tcSpecSigs meth_prags)                `thenTc` \ (prag_binds1, prag_lie) ->
+     
+     -- The prag_lie for a SPECIALISE pragma will mention the function
+     -- itself, so we have to simplify them away right now lest they float
+     -- outwards!
+     bindInstsOfLocalFuns prag_lie [meth_id]   `thenTc` \ (prag_lie', prag_binds2) ->
+
+     -- 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
+     --        
+     -- We do this for each method independently to localise error messages
+     -- ...and this is why the call to tcExtendGlobalTyVars must be here
+     --    rather than in the caller
+     tcAddErrCtxtM (sigCtxt sig_msg inst_tyvars inst_theta (idType meth_id))   $
+     checkSigTyVars inst_tyvars emptyVarSet                                    `thenTc_` 
+
+     returnTc (binds `AndMonoBinds` prag_binds1 `AndMonoBinds` prag_binds2, 
+              insts `plusLIE` prag_lie',
+              meth)
+
+     -- 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 is_inst_decl clas inst_tys sel_id loc (DefMeth dm_name)
+  =  -- An polymorphic default method
+    returnTc (HsVar dm_name)
+
+mkDefMethRhs is_inst_decl clas inst_tys sel_id loc NoDefMeth
+  =    -- No default method
+       -- Warn only if -fwarn-missing-methods
+    doptsTc Opt_WarnMissingMethods             `thenNF_Tc` \ warn -> 
+    warnTc (is_inst_decl && warn)
+          (omittedMethodWarn sel_id)           `thenNF_Tc_`
+    returnTc error_rhs
+  where
+    error_rhs = HsApp (HsVar (getName nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID)) 
+                         (HsLit (HsString (_PK_ error_msg)))
+    error_msg = showSDoc (hcat [ppr loc, text "|", ppr sel_id ])
+
+
+mkDefMethRhs is_inst_decl 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)
+     checkTc (not is_inst_decl || simple_inst)
+            (badGenericInstance sel_id)                        `thenTc_`
+
+     ioToTc (dumpIfSet opt_PprStyle_Debug "Generic RHS" stuff) `thenNF_Tc_`
+     returnTc rhs
   where
-    (OrigName clas_mod clas_name) = origName "makeClassDeclDefaultMethodRhs" clas
+    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)
+    simple_inst   = maybeToBool maybe_tycon
+    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
+\end{code}
 
-    method_id = method_ids  !! (tag-1)
-    class_op  = (classOps clas) !! (tag-1)
 
-    error_msg = _UNPK_ clas_mod ++ "." ++ _UNPK_ clas_name ++ "."
-                ++ (ppShow 80 (ppr PprForUser class_op))
-                ++ "\""
+\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
-~~~~~~~~
+Contexts and errors
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-classDeclCtxt class_name sty
-  = ppCat [ppStr "In the class declaration for", ppr sty class_name]
+nullaryClassErr cls
+  = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
+
+classArityErr cls
+  = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
+         parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
+
+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)
+
+badMethodErr clas op
+  = hsep [ptext SLIT("Class"), quotes (ppr clas), 
+         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)
+
+badGenericMethodType op op_ty
+  = hang (ptext SLIT("Generic method type is too complex"))
+       4 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
+               ptext SLIT("You can only use type variables, arrows, and tuples")])
+
+badGenericInstance sel_id
+  = sep [ptext SLIT("Can't derive generic code for") <+> quotes (ppr sel_id),
+        ptext SLIT("because the instance declaration is not for a simple type (T a b c)"),
+        ptext SLIT("(where T is a derivable type constructor)")]
+
+mixedGenericErr op
+  = ptext SLIT("Can't mix generic and non-generic equations for class method") <+> quotes (ppr op)
+
+genericMultiParamErr clas
+  = ptext SLIT("The multi-parameter class") <+> quotes (ppr clas) <+> 
+    ptext SLIT("cannot have generic methods")
 \end{code}