[project @ 1998-04-10 15:00:19 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 44964cf..0e719a9 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-module TcExpr ( tcExpr, tcStmt, tcId ) where
+module TcExpr ( tcExpr, tcId ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
@@ -26,7 +26,7 @@ import BasicTypes     ( RecFlag(..) )
 import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), OverloadedLit(..),
                          LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, newOverloadedLit,
                          newMethod, newMethodWithGivenTy, newDicts )
-import TcBinds         ( tcBindsAndThen, checkSigTyVars, sigThetaCtxt )
+import TcBinds         ( tcBindsAndThen, checkSigTyVars )
 import TcEnv           ( TcIdOcc(..), tcInstId,
                          tcLookupLocalValue, tcLookupGlobalValue, tcLookupClassByKey,
                          tcLookupGlobalValueByKey, newMonoIds,
@@ -34,10 +34,11 @@ import TcEnv                ( TcIdOcc(..), tcInstId,
                          tcLookupTyCon
                        )
 import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatchExpected )
+import TcGRHSs         ( tcStmt )
 import TcMonoType      ( tcHsType )
 import TcPat           ( tcPat )
 import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
-import TcType          ( TcType, TcMaybe(..),
+import TcType          ( TcType, TcTauType, TcMaybe(..),
                          tcInstType, tcInstSigTcType, tcInstTyVars,
                          tcInstSigType, tcInstTcType, tcInstTheta, tcSplitRhoTy,
                          newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType )
@@ -47,7 +48,7 @@ import Class          ( Class )
 import FieldLabel      ( FieldLabel, fieldLabelName, fieldLabelType )
 import Id              ( idType, dataConFieldLabels, dataConSig, recordSelectorFieldLabel,
                          isRecordSelector,
-                         Id, GenId
+                         Id
                        )
 import Kind            ( Kind, mkBoxedTypeKind, mkTypeKind, mkArrowKind )
 import Name            ( Name{-instance Eq-} )
@@ -56,7 +57,7 @@ import Type           ( mkFunTy, mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys,
                          mkTyConApp,
                          splitForAllTys, splitRhoTy, splitSigmaTy, 
                          isTauTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
-                         splitForAllTy_maybe, splitAlgTyConApp, splitAlgTyConApp_maybe
+                         isForAllTy, splitAlgTyConApp, splitAlgTyConApp_maybe
                        )
 import TyVar           ( emptyTyVarEnv, zipTyVarEnv,
                          elementOfTyVarSet, mkTyVarSet, tyVarSetToList
@@ -74,16 +75,93 @@ import Unique               ( Unique, cCallableClassKey, cReturnableClassKey,
                          thenMClassOpKey, zeroClassOpKey, returnMClassOpKey
                        )
 import Outputable
-import PprType         ( GenType, GenTyVar )   -- Instances
 import Maybes          ( maybeToBool )
 import ListSetOps      ( minusList )
 import Util
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Main wrappers}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-tcExpr :: RenamedHsExpr                        -- Expession to type check
-       -> TcType s                     -- Expected type (could be a type variable)
-       -> TcM s (TcExpr s, LIE s)
+tcExpr :: RenamedHsExpr                -- Expession to type check
+       -> TcType s                     -- Expected type (could be a polytpye)
+       -> TcM s (TcExpr s, LIE s)
+
+tcExpr expr ty | isForAllTy ty = -- Polymorphic case
+                                tcPolyExpr expr ty     `thenTc` \ (expr', lie, _, _, _) ->
+                                returnTc (expr', lie)
+
+              | otherwise     = -- Monomorphic case
+                                tcMonoExpr expr ty
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{@tcPolyExpr@ typchecks an application}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+-- tcPolyExpr is like tcMonoExpr, except that the expected type
+-- can be a polymorphic one.
+tcPolyExpr :: RenamedHsExpr
+          -> TcType s                  -- Expected type
+          -> TcM s (TcExpr s, LIE s,                   -- Generalised expr with expected type, and LIE
+                    TcExpr s, TcTauType s, LIE s)      -- Same thing, but instantiated; tau-type returned
+
+tcPolyExpr arg expected_arg_ty
+  =    -- Ha!  The argument type of the function is a for-all type,
+       -- An example of rank-2 polymorphism.
+
+       -- To ensure that the forall'd type variables don't get unified with each
+       -- other or any other types, we make fresh copy of the alleged type
+    tcInstSigTcType expected_arg_ty    `thenNF_Tc` \ (sig_tyvars, sig_rho) ->
+    let
+       (sig_theta, sig_tau) = splitRhoTy sig_rho
+    in
+       -- Type-check the arg and unify with expected type
+    tcExtendGlobalTyVars sig_tyvars (
+       tcMonoExpr arg sig_tau  
+    )                                  `thenTc` \ (arg', lie_arg) ->
+
+       -- Check that the arg_tyvars havn't been constrained
+       -- The interesting bit here is that we must include the free variables
+       -- of the expected arg ty.  Here's an example:
+       --       runST (newVar True)
+       -- Here, if we don't make a check, we'll get a type (ST s (MutVar s Bool))
+       -- for (newVar True), with s fresh.  Then we unify with the runST's arg type
+       -- forall s'. ST s' a. That unifies s' with s, and a with MutVar s Bool.
+       -- So now s' isn't unconstrained because it's linked to a.
+       -- Conclusion: include the free vars of the expected arg type in the
+       -- list of "free vars" for the signature check.
+
+    tcExtendGlobalTyVars (tyVarSetToList (tyVarsOfType expected_arg_ty)) $
+
+    checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau          `thenTc` \ zonked_sig_tyvars ->
+    newDicts SignatureOrigin sig_theta         `thenNF_Tc` \ (sig_dicts, dict_ids) ->
+       -- ToDo: better origin
+
+    tcSimplifyAndCheck 
+       (text "tcPolyExpr")
+       (mkTyVarSet zonked_sig_tyvars)
+       sig_dicts lie_arg               `thenTc` \ (free_insts, inst_binds) ->
+
+    let
+           -- This HsLet binds any Insts which came out of the simplification.
+           -- It's a bit out of place here, but using AbsBind involves inventing
+           -- a couple of new names which seems worse.
+       generalised_arg = TyLam zonked_sig_tyvars $
+                         DictLam dict_ids $
+                         HsLet (MonoBind inst_binds [] Recursive) 
+                         arg' 
+    in
+    returnTc ( generalised_arg, free_insts,
+              arg', sig_tau, lie_arg )
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -93,7 +171,11 @@ tcExpr :: RenamedHsExpr                     -- Expession to type check
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsVar name) res_ty
+tcMonoExpr :: RenamedHsExpr            -- Expession to type check
+          -> TcTauType s                       -- Expected type (could be a type variable)
+          -> TcM s (TcExpr s, LIE s)
+
+tcMonoExpr (HsVar name) res_ty
   = tcId name                  `thenNF_Tc` \ (expr', lie, id_ty) ->
     unifyTauTy res_ty id_ty    `thenTc_`
 
@@ -115,20 +197,20 @@ tcExpr (HsVar name) res_ty
 Overloaded literals.
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsLit (HsInt i)) res_ty
+tcMonoExpr (HsLit (HsInt i)) res_ty
   = newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsInt i))
                     (OverloadedIntegral i)
                     res_ty  `thenNF_Tc` \ stuff ->
     returnTc stuff
 
-tcExpr (HsLit (HsFrac f)) res_ty
+tcMonoExpr (HsLit (HsFrac f)) res_ty
   = newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsFrac f))
                     (OverloadedFractional f)
                     res_ty  `thenNF_Tc` \ stuff ->
     returnTc stuff
 
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsLitLit s)) res_ty
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsLitLit s)) res_ty
   = tcLookupClassByKey cCallableClassKey               `thenNF_Tc` \ cCallableClass ->
     newDicts (LitLitOrigin (_UNPK_ s))
             [(cCallableClass, [res_ty])]               `thenNF_Tc` \ (dicts, _) ->
@@ -138,36 +220,36 @@ tcExpr (HsLit lit@(HsLitLit s)) res_ty
 Primitive literals:
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsLit lit@(HsCharPrim c)) res_ty
-  = unifyTauTy charPrimTy res_ty               `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsCharPrim c)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty charPrimTy               `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit charPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsStringPrim s)) res_ty
-  = unifyTauTy addrPrimTy res_ty               `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsStringPrim s)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty addrPrimTy               `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit addrPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsIntPrim i)) res_ty
-  = unifyTauTy intPrimTy res_ty                `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsIntPrim i)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty intPrimTy                `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit intPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsFloatPrim f)) res_ty
-  = unifyTauTy floatPrimTy res_ty              `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsFloatPrim f)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty floatPrimTy              `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit floatPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsDoublePrim d)) res_ty
-  = unifyTauTy doublePrimTy res_ty             `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsDoublePrim d)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty doublePrimTy             `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit doublePrimTy, emptyLIE)
 \end{code}
 
 Unoverloaded literals:
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsLit lit@(HsChar c)) res_ty
-  = unifyTauTy charTy res_ty           `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsChar c)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty charTy           `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit charTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
-  = unifyTauTy stringTy res_ty         `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty stringTy                 `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit stringTy, emptyLIE)
 \end{code}
 
@@ -178,24 +260,24 @@ tcExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsPar expr) res_ty -- preserve parens so printing needn't guess where they go
-  = tcExpr expr res_ty
+tcMonoExpr (HsPar expr) res_ty -- preserve parens so printing needn't guess where they go
+  = tcMonoExpr expr res_ty
 
 -- perform the negate *before* overloading the integer, since the case
 -- of minBound on Ints fails otherwise.  Could be done elsewhere, but
 -- convenient to do it here.
 
-tcExpr (NegApp (HsLit (HsInt i)) neg) res_ty
-  = tcExpr (HsLit (HsInt (-i))) res_ty
+tcMonoExpr (NegApp (HsLit (HsInt i)) neg) res_ty
+  = tcMonoExpr (HsLit (HsInt (-i))) res_ty
 
-tcExpr (NegApp expr neg) res_ty 
-  = tcExpr (HsApp neg expr) res_ty
+tcMonoExpr (NegApp expr neg) res_ty 
+  = tcMonoExpr (HsApp neg expr) res_ty
 
-tcExpr (HsLam match) res_ty
+tcMonoExpr (HsLam match) res_ty
   = tcMatchExpected [] res_ty match    `thenTc` \ (match',lie) ->
     returnTc (HsLam match', lie)
 
-tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty = accum e1 [e2]
+tcMonoExpr (HsApp e1 e2) res_ty = accum e1 [e2]
   where
     accum (HsApp e1 e2) args = accum e1 (e2:args)
     accum fun args
@@ -203,7 +285,7 @@ tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty = accum e1 [e2]
        returnTc (foldl HsApp fun' args', lie)
 
 -- equivalent to (op e1) e2:
-tcExpr (OpApp arg1 op fix arg2) res_ty
+tcMonoExpr (OpApp arg1 op fix arg2) res_ty
   = tcApp op [arg1,arg2] res_ty        `thenTc` \ (op', [arg1', arg2'], lie) ->
     returnTc (OpApp arg1' op' fix arg2', lie)
 \end{code}
@@ -219,7 +301,7 @@ a type error will occur if they aren't.
 -- or just
 --     op e
 
-tcExpr in_expr@(SectionL arg op) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(SectionL arg op) res_ty
   = tcApp op [arg] res_ty              `thenTc` \ (op', [arg'], lie) ->
 
        -- Check that res_ty is a function type
@@ -236,12 +318,12 @@ tcExpr in_expr@(SectionL arg op) res_ty
 -- Right sections, equivalent to \ x -> x op expr, or
 --     \ x -> op x expr
 
-tcExpr in_expr@(SectionR op expr) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(SectionR op expr) res_ty
   = tcExpr_id op               `thenTc`    \ (op', lie1, op_ty) ->
     tcAddErrCtxt (sectionRAppCtxt in_expr) $
     split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                        `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
-    tcExpr expr        arg2_ty                                 `thenTc` \ (expr',lie2) ->
-    unifyTauTy (mkFunTy arg1_ty op_res_ty) res_ty      `thenTc_`
+    tcMonoExpr expr arg2_ty                            `thenTc` \ (expr',lie2) ->
+    unifyTauTy res_ty (mkFunTy arg1_ty op_res_ty)      `thenTc_`
     returnTc (SectionR op' expr', lie1 `plusLIE` lie2)
 \end{code}
 
@@ -253,7 +335,7 @@ arg/result types); unify them with the args/result; and store them for
 later use.
 
 \begin{code}
-tcExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
+tcMonoExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
   =    -- Get the callable and returnable classes.
     tcLookupClassByKey cCallableClassKey       `thenNF_Tc` \ cCallableClass ->
     tcLookupClassByKey cReturnableClassKey     `thenNF_Tc` \ cReturnableClass ->
@@ -270,7 +352,7 @@ tcExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
 
        -- Arguments
     mapNF_Tc (\ _ -> newTyVarTy mkTypeKind) [1..(length args)] `thenNF_Tc` \ ty_vars ->
-    tcExprs args ty_vars                                      `thenTc`    \ (args', args_lie) ->
+    tcMonoExprs args ty_vars                                  `thenTc`    \ (args', args_lie) ->
 
        -- The argument types can be unboxed or boxed; the result
        -- type must, however, be boxed since it's an argument to the IO
@@ -280,11 +362,11 @@ tcExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
        io_result_ty = mkTyConApp ioTyCon [result_ty]
     in
     case tyConDataCons ioTyCon of { [ioDataCon] ->
-    unifyTauTy io_result_ty res_ty   `thenTc_`
+    unifyTauTy res_ty io_result_ty             `thenTc_`
 
        -- Construct the extra insts, which encode the
        -- constraints on the argument and result types.
-    mapNF_Tc new_arg_dict (zipEqual "tcExpr:CCall" args ty_vars)    `thenNF_Tc` \ ccarg_dicts_s ->
+    mapNF_Tc new_arg_dict (zipEqual "tcMonoExpr:CCall" args ty_vars)    `thenNF_Tc` \ ccarg_dicts_s ->
     newDicts result_origin [(cReturnableClass, [result_ty])]       `thenNF_Tc` \ (ccres_dict, _) ->
 
     returnTc (HsApp (HsVar (RealId ioDataCon) `TyApp` [result_ty])
@@ -295,22 +377,22 @@ tcExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsSCC label expr) res_ty
-  = tcExpr expr res_ty         `thenTc` \ (expr', lie) ->
+tcMonoExpr (HsSCC label expr) res_ty
+  = tcMonoExpr expr res_ty             `thenTc` \ (expr', lie) ->
     returnTc (HsSCC label expr', lie)
 
-tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
+tcMonoExpr (HsLet binds expr) res_ty
   = tcBindsAndThen
        combiner
        binds                   -- Bindings to check
-       (tc_expr)       `thenTc` \ (expr', lie) ->
+       tc_expr         `thenTc` \ (expr', lie) ->
     returnTc (expr', lie)
   where
-    tc_expr = tcExpr expr res_ty `thenTc` \ (expr', lie) ->
+    tc_expr = tcMonoExpr expr res_ty `thenTc` \ (expr', lie) ->
              returnTc (expr', lie)
     combiner is_rec bind expr = HsLet (MonoBind bind [] is_rec) expr
 
-tcExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
   = tcAddSrcLoc src_loc                        $
     tcAddErrCtxt (caseCtxt in_expr)    $
 
@@ -324,44 +406,44 @@ tcExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
     tcMatchesCase res_ty matches       `thenTc`    \ (scrut_ty, matches', lie2) ->
 
     tcAddErrCtxt (caseScrutCtxt scrut) (
-      tcExpr scrut scrut_ty
+      tcMonoExpr scrut scrut_ty
     )                                  `thenTc`    \ (scrut',lie1) ->
 
     returnTc (HsCase scrut' matches' src_loc, plusLIE lie1 lie2)
 
-tcExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
+tcMonoExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
   = tcAddSrcLoc src_loc        $
     tcAddErrCtxt (predCtxt pred) (
-    tcExpr pred boolTy )       `thenTc`    \ (pred',lie1) ->
+    tcMonoExpr pred boolTy     )       `thenTc`    \ (pred',lie1) ->
 
-    tcExpr b1 res_ty           `thenTc`    \ (b1',lie2) ->
-    tcExpr b2 res_ty           `thenTc`    \ (b2',lie3) ->
+    tcMonoExpr b1 res_ty               `thenTc`    \ (b1',lie2) ->
+    tcMonoExpr b2 res_ty               `thenTc`    \ (b2',lie3) ->
     returnTc (HsIf pred' b1' b2' src_loc, plusLIE lie1 (plusLIE lie2 lie3))
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcExpr expr@(HsDo do_or_lc stmts src_loc) res_ty
+tcMonoExpr expr@(HsDo do_or_lc stmts src_loc) res_ty
   = tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcExpr in_expr@(ExplicitList exprs) res_ty     -- Non-empty list
+tcMonoExpr in_expr@(ExplicitList exprs) res_ty -- Non-empty list
   = unifyListTy res_ty                        `thenTc` \ elt_ty ->  
     mapAndUnzipTc (tc_elt elt_ty) exprs              `thenTc` \ (exprs', lies) ->
     returnTc (ExplicitListOut elt_ty exprs', plusLIEs lies)
   where
     tc_elt elt_ty expr
       = tcAddErrCtxt (listCtxt expr) $
-       tcExpr expr elt_ty
+       tcMonoExpr expr elt_ty
 
-tcExpr (ExplicitTuple exprs) res_ty
+tcMonoExpr (ExplicitTuple exprs) res_ty
   = unifyTupleTy (length exprs) res_ty         `thenTc` \ arg_tys ->
-    mapAndUnzipTc (\ (expr, arg_ty) -> tcExpr expr arg_ty)
+    mapAndUnzipTc (\ (expr, arg_ty) -> tcMonoExpr expr arg_ty)
                (exprs `zip` arg_tys) -- we know they're of equal length.
                                                                         `thenTc` \ (exprs', lies) ->
     returnTc (ExplicitTuple exprs', plusLIEs lies)
 
-tcExpr (RecordCon con_name _ rbinds) res_ty
+tcMonoExpr (RecordCon con_name _ rbinds) res_ty
   = tcLookupGlobalValue con_name       `thenNF_Tc` \ con_id ->
     tcId con_name                      `thenNF_Tc` \ (con_expr, con_lie, con_tau) ->
     let
@@ -411,7 +493,7 @@ tcExpr (RecordCon con_name _ rbinds) res_ty
 --
 -- All this is done in STEP 4 below.
 
-tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
+tcMonoExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
   = tcAddErrCtxt recordUpdCtxt                 $
 
        -- STEP 1
@@ -476,7 +558,7 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     let
        record_ty = mkTyConApp tycon inst_tys
     in
-    tcExpr record_expr record_ty                       `thenTc`    \ (record_expr', record_lie) ->
+    tcMonoExpr record_expr record_ty                   `thenTc`    \ (record_expr', record_lie) ->
 
        -- STEP 6
        -- Figure out the LIE we need.  We have to generate some 
@@ -498,9 +580,9 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     returnTc (RecordUpdOut record_expr' result_record_ty dicts rbinds', 
              con_lie `plusLIE` record_lie `plusLIE` rbinds_lie)
 
-tcExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
+tcMonoExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
   = unifyListTy res_ty                        `thenTc` \ elt_ty ->  
-    tcExpr expr elt_ty                       `thenTc` \ (expr', lie1) ->
+    tcMonoExpr expr elt_ty                   `thenTc` \ (expr', lie1) ->
 
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromClassOpKey        `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
@@ -509,11 +591,11 @@ tcExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar enum_from_id) (From expr'),
              lie1 `plusLIE` lie2)
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
   = tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $ 
     unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
-    tcExpr expr1 elt_ty                `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
-    tcExpr expr2 elt_ty                `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
+    tcMonoExpr expr1 elt_ty    `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
+    tcMonoExpr expr2 elt_ty    `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromThenClassOpKey    `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
              (RealId sel_id) [elt_ty]                  `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_then_id) ->
@@ -522,11 +604,11 @@ tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
                           (FromThen expr1' expr2'),
              lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
   = tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $
     unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
-    tcExpr expr1 elt_ty                `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
-    tcExpr expr2 elt_ty                `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
+    tcMonoExpr expr1 elt_ty    `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
+    tcMonoExpr expr2 elt_ty    `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromToClassOpKey      `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
              (RealId sel_id) [elt_ty]          `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_to_id) ->
@@ -535,12 +617,12 @@ tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
                          (FromTo expr1' expr2'),
              lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
   = tcAddErrCtxt  (arithSeqCtxt in_expr) $
     unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
-    tcExpr expr1 elt_ty                `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
-    tcExpr expr2 elt_ty                `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
-    tcExpr expr3 elt_ty                `thenTc`    \ (expr3',lie3) ->
+    tcMonoExpr expr1 elt_ty    `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
+    tcMonoExpr expr2 elt_ty    `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
+    tcMonoExpr expr3 elt_ty    `thenTc`    \ (expr3',lie3) ->
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromThenToClassOpKey  `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
              (RealId sel_id) [elt_ty]                  `thenNF_Tc` \ (lie4, eft_id) ->
@@ -557,48 +639,32 @@ tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
+tcMonoExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
  = tcSetErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)  $
-   tcHsType  poly_ty           `thenTc` \ sigma_sig ->
-
-       -- Check the tau-type part
-   tcInstSigType sigma_sig             `thenNF_Tc` \ sigma_sig' ->
-   let
-       (sig_tyvars', sig_theta', sig_tau') = splitSigmaTy sigma_sig'
-   in
-
-       -- Type check the expression, expecting the signature type
-   tcExtendGlobalTyVars sig_tyvars' (
-          tcExpr expr sig_tau'
-   )                                           `thenTc` \ (texpr, lie) ->
-
-       -- Check the type variables of the signature, 
-       -- *after* typechecking the expression
-   checkSigTyVars sig_tyvars' sig_tau'         `thenTc` \ zonked_sig_tyvars ->
-
-       -- Check overloading constraints
-   newDicts SignatureOrigin sig_theta'         `thenNF_Tc` \ (sig_dicts, _) ->
-   tcAddErrCtxtM (sigThetaCtxt sig_dicts)      (
-     tcSimplifyAndCheck
-        (text "expr ty sig")
-       (mkTyVarSet zonked_sig_tyvars)
-       sig_dicts lie                           
-   )                                           `thenTc_`
-
-       -- Now match the signature type with res_ty.
-       -- We must not do this earlier, because res_ty might well
-       -- mention variables free in the environment, and we'd get
-       -- bogus complaints about not being able to for-all the
-       -- sig_tyvars
-   unifyTauTy sig_tau' res_ty          `thenTc_`
-
-       -- If everything is ok, return the stuff unchanged, except for
-       -- the effect of any substutions etc.  We simply discard the
-       -- result of the tcSimplifyAndCheck, except for any default
-       -- resolution it may have done, which is recorded in the
-       -- substitution.
-   returnTc (texpr, lie)
-
+   tcHsType  poly_ty           `thenTc` \ sig_ty ->
+   tcInstSigType sig_ty                `thenNF_Tc` \ sig_tc_ty ->
+
+   if not (isForAllTy sig_tc_ty) then
+       -- Easy case
+       unifyTauTy sig_tc_ty res_ty     `thenTc_`
+       tcMonoExpr expr sig_tc_ty
+
+   else        -- Signature is polymorphic
+       tcPolyExpr expr sig_tc_ty               `thenTc` \ (_, _, expr, expr_ty, lie) ->
+
+           -- Now match the signature type with res_ty.
+           -- We must not do this earlier, because res_ty might well
+           -- mention variables free in the environment, and we'd get
+           -- bogus complaints about not being able to for-all the
+           -- sig_tyvars
+       unifyTauTy res_ty expr_ty                       `thenTc_`
+
+           -- If everything is ok, return the stuff unchanged, except for
+           -- the effect of any substutions etc.  We simply discard the
+           -- result of the tcSimplifyAndCheck (inside tcPolyExpr), except for any default
+           -- resolution it may have done, which is recorded in the
+           -- substitution.
+       returnTc (expr, lie)
 \end{code}
 
 Typecheck expression which in most cases will be an Id.
@@ -613,7 +679,7 @@ tcExpr_id id_expr
        HsVar name -> tcId name                   `thenNF_Tc` \ stuff -> 
                      returnTc stuff
        other      -> newTyVarTy mkTypeKind       `thenNF_Tc` \ id_ty ->
-                     tcExpr id_expr id_ty        `thenTc`    \ (id_expr', lie_id) ->
+                     tcMonoExpr id_expr id_ty    `thenTc`    \ (id_expr', lie_id) ->
                      returnTc (id_expr', lie_id, id_ty) 
 \end{code}
 
@@ -694,69 +760,10 @@ tcArg :: RenamedHsExpr                    -- The function (for error messages)
 
 tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
   = tcAddErrCtxt (funAppCtxt the_fun arg arg_no) $
-    tcPolyExpr arg expected_arg_ty
-
-
--- tcPolyExpr is like tcExpr, except that the expected type
--- can be a polymorphic one.
-tcPolyExpr arg expected_arg_ty
-  | not (maybeToBool (splitForAllTy_maybe expected_arg_ty))
-  =    -- The ordinary, non-rank-2 polymorphic case
     tcExpr arg expected_arg_ty
-
-  | otherwise
-  =    -- Ha!  The argument type of the function is a for-all type,
-       -- An example of rank-2 polymorphism.
-
-       -- No need to instantiate the argument type... it's must be the result
-       -- of instantiating a function involving rank-2 polymorphism, so there
-       -- isn't any danger of using the same tyvars twice
-       -- The argument type shouldn't be overloaded type (hence ASSERT)
-
-       -- To ensure that the forall'd type variables don't get unified with each
-       -- other or any other types, we make fresh *signature* type variables
-       -- and unify them with the tyvars.
-    tcInstSigTcType expected_arg_ty    `thenNF_Tc` \ (sig_tyvars, sig_rho) ->
-    let
-       (sig_theta, sig_tau) = splitRhoTy sig_rho
-    in
-       -- Type-check the arg and unify with expected type
-    tcExpr arg sig_tau                         `thenTc` \ (arg', lie_arg) ->
-
-       -- Check that the arg_tyvars havn't been constrained
-       -- The interesting bit here is that we must include the free variables
-       -- of the expected arg ty.  Here's an example:
-       --       runST (newVar True)
-       -- Here, if we don't make a check, we'll get a type (ST s (MutVar s Bool))
-       -- for (newVar True), with s fresh.  Then we unify with the runST's arg type
-       -- forall s'. ST s' a. That unifies s' with s, and a with MutVar s Bool.
-       -- So now s' isn't unconstrained because it's linked to a.
-       -- Conclusion: include the free vars of the expected arg type in the
-       -- list of "free vars" for the signature check.
-
-    tcAddErrCtxt (rank2ArgCtxt arg expected_arg_ty) $
-    tcExtendGlobalTyVars (tyVarSetToList (tyVarsOfType expected_arg_ty)) $
-
-    checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau          `thenTc` \ zonked_sig_tyvars ->
-    newDicts Rank2Origin sig_theta             `thenNF_Tc` \ (sig_dicts, dict_ids) ->
-       -- ToDo: better origin
-
-    tcAddErrCtxtM (sigThetaCtxt sig_dicts) $
-    tcSimplifyAndCheck (text "rank2")
-               (mkTyVarSet zonked_sig_tyvars)
-               sig_dicts lie_arg               `thenTc` \ (free_insts, inst_binds) ->
-
-           -- This HsLet binds any Insts which came out of the simplification.
-           -- It's a bit out of place here, but using AbsBind involves inventing
-           -- a couple of new names which seems worse.
-    returnTc ( TyLam zonked_sig_tyvars $
-                  DictLam dict_ids $
-                  HsLet (MonoBind inst_binds [] Recursive) 
-                  arg' 
-                , free_insts
-                )
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{@tcId@ typchecks an identifier occurrence}
@@ -822,7 +829,7 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
 
     let
       tc_stmts []          = returnTc (([], error "tc_stmts"), emptyLIE)
-      tc_stmts (stmt:stmts) = tcStmt tcExpr do_or_lc (mkAppTy m) combine_stmts stmt $
+      tc_stmts (stmt:stmts) = tcStmt do_or_lc (mkAppTy m) combine_stmts stmt $
                              tc_stmts stmts
 
       combine_stmts stmt@(ReturnStmt _) (Just ty) ([], _) = ([stmt], ty)
@@ -831,7 +838,7 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
       combine_stmts stmt               _     (stmts, ty) = (stmt:stmts, ty)
     in
     tc_stmts stmts                     `thenTc`   \ ((stmts', result_ty), final_lie) ->
-    unifyTauTy result_ty res_ty                `thenTc_`
+    unifyTauTy res_ty result_ty                `thenTc_`
 
        -- Build the then and zero methods in case we need them
        -- It's important that "then" and "return" appear just once in the final LIE,
@@ -864,85 +871,6 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
 
 \end{code}
 
-\begin{code}
-tcStmt :: (RenamedHsExpr -> TcType s -> TcM s (TcExpr s, LIE s))       -- This is tcExpr
-                               -- The sole, disgusting, reason for this parameter
-                               -- is to get the effect of polymorphic recursion
-                               -- ToDo: rm when booting with Haskell 1.3
-       -> DoOrListComp
-       -> (TcType s -> TcType s)               -- Relationship type of pat and rhs in pat <- rhs
-       -> (TcStmt s -> Maybe (TcType s) -> thing -> thing)
-       -> RenamedStmt
-       -> TcM s (thing, LIE s)
-       -> TcM s (thing, LIE s)
-
-tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(ReturnStmt exp) do_next
-  = ASSERT( case do_or_lc of { DoStmt -> False; ListComp -> True; Guard -> True } )
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-        newTyVarTy mkTypeKind                `thenNF_Tc` \ exp_ty ->
-       tc_expr exp exp_ty                   `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-       returnTc (ReturnStmt exp', exp_lie, m exp_ty)
-    )                                  `thenTc` \ (stmt', stmt_lie, stmt_ty) ->
-    do_next                            `thenTc` \ (thing', thing_lie) ->
-    returnTc (combine stmt' (Just stmt_ty) thing',
-             stmt_lie `plusLIE` thing_lie)
-
-tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(GuardStmt exp src_loc) do_next
-  = ASSERT( case do_or_lc of { DoStmt -> False; ListComp -> True; Guard -> True } )
-    newTyVarTy mkTypeKind                    `thenNF_Tc` \ exp_ty ->
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       tc_expr exp boolTy              `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-       returnTc (GuardStmt exp' src_loc, exp_lie)
-    ))                                 `thenTc` \ (stmt', stmt_lie) ->
-    do_next                            `thenTc` \ (thing', thing_lie) ->
-    returnTc (combine stmt' Nothing thing',
-             stmt_lie `plusLIE` thing_lie)
-
-tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(ExprStmt exp src_loc) do_next
-  = ASSERT( case do_or_lc of { DoStmt -> True; ListComp -> False; Guard -> False } )
-    newTyVarTy mkTypeKind                    `thenNF_Tc` \ exp_ty ->
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)      (
-       newTyVarTy mkTypeKind           `thenNF_Tc` \ tau ->
-       let
-           -- exp has type (m tau) for some tau (doesn't matter what)
-           exp_ty = m tau
-       in
-       tc_expr exp exp_ty              `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-       returnTc (ExprStmt exp' src_loc, exp_lie, exp_ty)
-    ))                                 `thenTc` \ (stmt',  stmt_lie, stmt_ty) ->
-    do_next                            `thenTc` \ (thing', thing_lie) ->
-    returnTc (combine stmt' (Just stmt_ty) thing',
-             stmt_lie `plusLIE` thing_lie)
-
-tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(BindStmt pat exp src_loc) do_next
-  = newMonoIds (collectPatBinders pat) mkBoxedTypeKind $ \ _ ->
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)      (
-       tcPat pat                       `thenTc`    \ (pat', pat_lie, pat_ty) ->  
-       tc_expr exp (m pat_ty)          `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-
-       -- NB: the environment has been extended with the new binders
-       -- which the rhs can't "see", but the renamer should have made
-       -- sure that everything is distinct by now, so there's no problem.
-       -- Putting the tcExpr before the newMonoIds messes up the nesting
-       -- of error contexts, so I didn't  bother
-
-       returnTc (BindStmt pat' exp' src_loc, pat_lie `plusLIE` exp_lie)
-    ))                                 `thenTc` \ (stmt', stmt_lie) ->
-    do_next                            `thenTc` \ (thing', thing_lie) ->
-    returnTc (combine stmt' Nothing thing',
-             stmt_lie `plusLIE` thing_lie)
-
-tcStmt tc_expr do_or_lc m combine (LetStmt binds) do_next
-     = tcBindsAndThen          -- No error context, but a binding group is
-       combine'                -- rather a large thing for an error context anyway
-       binds
-       do_next
-     where
-       combine' is_rec binds' thing' = combine (LetStmt (MonoBind binds' [] is_rec)) Nothing thing'
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -999,7 +927,7 @@ tcRecordBinds expected_record_ty rbinds
          Just (record_ty, field_ty) = splitFunTy_maybe tau
        in
        unifyTauTy expected_record_ty record_ty         `thenTc_`
-       tcPolyExpr rhs field_ty                         `thenTc` \ (rhs', lie) ->
+       tcPolyExpr rhs field_ty                         `thenTc` \ (rhs', lie, _, _, _) ->
        returnTc ((RealId sel_id, rhs', pun_flag), lie)
 
 badFields rbinds data_con
@@ -1012,17 +940,17 @@ badFields rbinds data_con
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{@tcExprs@ typechecks a {\em list} of expressions}
+\subsection{@tcMonoExprs@ typechecks a {\em list} of expressions}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExprs :: [RenamedHsExpr] -> [TcType s] -> TcM s ([TcExpr s], LIE s)
+tcMonoExprs :: [RenamedHsExpr] -> [TcType s] -> TcM s ([TcExpr s], LIE s)
 
-tcExprs [] [] = returnTc ([], emptyLIE)
-tcExprs (expr:exprs) (ty:tys)
- = tcExpr  expr         ty             `thenTc` \ (expr',  lie1) ->
-   tcExprs exprs tys           `thenTc` \ (exprs', lie2) ->
+tcMonoExprs [] [] = returnTc ([], emptyLIE)
+tcMonoExprs (expr:exprs) (ty:tys)
+ = tcMonoExpr  expr  ty                `thenTc` \ (expr',  lie1) ->
+   tcMonoExprs exprs tys               `thenTc` \ (exprs', lie2) ->
    returnTc (expr':exprs', lie1 `plusLIE` lie2)
 \end{code}
 
@@ -1070,20 +998,11 @@ funAppCtxt fun arg arg_no
                    quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
         4 (quotes (ppr arg))
 
-stmtCtxt do_or_lc stmt
-  = hang (ptext SLIT("In a") <+> whatever <> colon)
-         4 (ppr stmt)
-  where
-    whatever = case do_or_lc of
-                ListComp -> ptext SLIT("list-comprehension qualifier")
-                DoStmt   -> ptext SLIT("do statement")
-                Guard    -> ptext SLIT("guard")
-
 wrongArgsCtxt too_many_or_few fun args
   = hang (ptext SLIT("Probable cause:") <+> ppr fun
                    <+> ptext SLIT("is applied to") <+> text too_many_or_few 
                    <+> ptext SLIT("arguments in the call"))
-        4 (ppr the_app)
+        4 (parens (ppr the_app))
   where
     the_app = foldl HsApp fun args     -- Used in error messages