[project @ 1998-08-14 13:05:45 by sof]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 9ae4e04..116ddb4 100644 (file)
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
-module TcExpr ( tcExpr, tcStmt, tcId ) where
+module TcExpr ( tcExpr, tcPolyExpr, tcId ) where
 
-IMP_Ubiq()
+#include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsExpr(..), Stmt(..), DoOrListComp(..), 
-                         HsBinds(..),  MonoBinds(..), 
-                         SYN_IE(RecFlag), nonRecursive,
-                         ArithSeqInfo(..), HsLit(..), Sig, GRHSsAndBinds,
-                         Match, Fake, InPat, OutPat, HsType, Fixity,
-                         pprParendExpr, failureFreePat, collectPatBinders )
-import RnHsSyn         ( SYN_IE(RenamedHsExpr), 
-                         SYN_IE(RenamedStmt), SYN_IE(RenamedRecordBinds)
+import HsSyn           ( HsExpr(..), HsLit(..), ArithSeqInfo(..), 
+                         HsBinds(..), Stmt(..), DoOrListComp(..),
+                         failureFreePat, collectPatBinders
                        )
-import TcHsSyn         ( SYN_IE(TcExpr), SYN_IE(TcStmt),
-                         TcIdOcc(..), SYN_IE(TcRecordBinds),
+import RnHsSyn         ( RenamedHsExpr, 
+                         RenamedStmt, RenamedRecordBinds
+                       )
+import TcHsSyn         ( TcExpr, TcStmt,
+                         TcRecordBinds,
                          mkHsTyApp
                        )
 
 import TcMonad
+import BasicTypes      ( RecFlag(..) )
+
 import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), OverloadedLit(..),
-                         SYN_IE(LIE), emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, newOverloadedLit,
+                         LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs, newOverloadedLit,
                          newMethod, newMethodWithGivenTy, newDicts )
 import TcBinds         ( tcBindsAndThen, checkSigTyVars )
-import TcEnv           ( tcLookupLocalValue, tcLookupGlobalValue, tcLookupClassByKey,
-                         tcLookupGlobalValueByKey, newMonoIds, tcGetGlobalTyVars,
-                         tcExtendGlobalTyVars, tcLookupGlobalValueMaybe 
+import TcEnv           ( TcIdOcc(..), tcInstId,
+                         tcLookupLocalValue, tcLookupGlobalValue, tcLookupClassByKey,
+                         tcLookupGlobalValueByKey, newMonoIds,
+                         tcExtendGlobalTyVars, tcLookupGlobalValueMaybe,
+                         tcLookupTyCon
                        )
-import SpecEnv         ( SpecEnv )
-import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatch )
+import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatchExpected )
+import TcGRHSs         ( tcStmt )
 import TcMonoType      ( tcHsType )
-import TcPat           ( tcPat )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck, tcSimplifyRank2 )
-import TcType          ( SYN_IE(TcType), TcMaybe(..),
-                         tcInstId, tcInstType, tcInstSigTcType, tcInstTyVars,
+import TcPat           ( tcPat, badFieldsCon )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
+import TcType          ( TcType, TcTauType, TcMaybe(..),
+                         tcInstType, tcInstSigTcType, tcInstTyVars,
                          tcInstSigType, tcInstTcType, tcInstTheta, tcSplitRhoTy,
-                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcTyVars, zonkTcType )
+                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType )
 import TcKind          ( TcKind )
 
-import Class           ( SYN_IE(Class), classSig )
+import Class           ( Class )
 import FieldLabel      ( FieldLabel, fieldLabelName, fieldLabelType )
 import Id              ( idType, dataConFieldLabels, dataConSig, recordSelectorFieldLabel,
                          isRecordSelector,
-                         SYN_IE(Id), GenId
+                         Id
                        )
 import Kind            ( Kind, mkBoxedTypeKind, mkTypeKind, mkArrowKind )
 import Name            ( Name{-instance Eq-} )
-import Type            ( mkFunTy, mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkRhoTy,
-                         getTyVar_maybe, getFunTy_maybe, instantiateTy, applyTyCon,
-                         splitForAllTy, splitRhoTy, splitSigmaTy, splitFunTy,
-                         isTauTy, mkFunTys, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, getForAllTy_maybe,
-                         getAppDataTyCon, maybeAppDataTyCon
+import Type            ( mkFunTy, mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys,
+                         splitFunTy_maybe, splitFunTys,
+                         mkTyConApp,
+                         splitForAllTys, splitRhoTy, splitSigmaTy, 
+                         isTauTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
+                         isForAllTy, splitAlgTyConApp, splitAlgTyConApp_maybe
                        )
-import TyVar           ( GenTyVar, SYN_IE(TyVarSet), unionTyVarSets, elementOfTyVarSet, mkTyVarSet )
-import TysPrim         ( intPrimTy, charPrimTy, doublePrimTy,
-                         floatPrimTy, addrPrimTy, realWorldTy
+import TyVar           ( emptyTyVarEnv, zipTyVarEnv,
+                         elementOfTyVarSet, mkTyVarSet, tyVarSetToList
                        )
-import TysWiredIn      ( addrTy,
-                         boolTy, charTy, stringTy, mkListTy,
-                         mkTupleTy, mkPrimIoTy, stDataCon
+import TyCon           ( tyConDataCons )
+import TysPrim         ( intPrimTy, charPrimTy, doublePrimTy,
+                         floatPrimTy, addrPrimTy
                        )
-import Unify           ( unifyTauTy, unifyTauTyList, unifyTauTyLists, unifyFunTy )
+import TysWiredIn      ( boolTy, charTy, stringTy )
+import PrelInfo                ( ioTyCon_NAME )
+import Unify           ( unifyTauTy, unifyFunTy, unifyListTy, unifyTupleTy )
 import Unique          ( Unique, cCallableClassKey, cReturnableClassKey, 
                          enumFromClassOpKey, enumFromThenClassOpKey,
                          enumFromToClassOpKey, enumFromThenToClassOpKey,
                          thenMClassOpKey, zeroClassOpKey, returnMClassOpKey
                        )
-import Outputable      ( speakNth, interpp'SP, Outputable(..) )
-import PprType         ( GenType, GenTyVar )   -- Instances
+import Outputable
 import Maybes          ( maybeToBool )
-import Pretty
 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 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}
-tcExpr :: RenamedHsExpr -> TcM s (TcExpr s, LIE s, TcType s)
+-- 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}
 
 %************************************************************************
@@ -91,16 +171,21 @@ tcExpr :: RenamedHsExpr -> TcM s (TcExpr s, LIE s, TcType s)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsVar name)
-  = tcId name          `thenNF_Tc` \ (expr', lie, 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_`
 
     -- Check that the result type doesn't have any nested for-alls.
     -- For example, a "build" on its own is no good; it must be
     -- applied to something.
-    checkTc (isTauTy res_ty)
-           (lurkingRank2Err name res_ty) `thenTc_`
+    checkTc (isTauTy id_ty)
+           (lurkingRank2Err name id_ty) `thenTc_`
 
-    returnTc (expr', lie, res_ty)
+    returnTc (expr', lie)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -112,59 +197,60 @@ tcExpr (HsVar name)
 Overloaded literals.
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsLit (HsInt i))
-  = newTyVarTy mkBoxedTypeKind `thenNF_Tc` \ ty ->
-
-    newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsInt i))
+tcMonoExpr (HsLit (HsInt i)) res_ty
+  = newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsInt i))
                     (OverloadedIntegral i)
-                    ty                                 `thenNF_Tc` \ (lie, over_lit_id) ->
-
-    returnTc (HsVar over_lit_id, lie, ty)
-
-tcExpr (HsLit (HsFrac f))
-  = newTyVarTy mkBoxedTypeKind `thenNF_Tc` \ ty ->
+                    res_ty  `thenNF_Tc` \ stuff ->
+    returnTc stuff
 
-    newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsFrac f))
+tcMonoExpr (HsLit (HsFrac f)) res_ty
+  = newOverloadedLit (LiteralOrigin (HsFrac f))
                     (OverloadedFractional f)
-                    ty                                 `thenNF_Tc` \ (lie, over_lit_id) ->
+                    res_ty  `thenNF_Tc` \ stuff ->
+    returnTc stuff
 
-    returnTc (HsVar over_lit_id, lie, ty)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsLitLit s))
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsLitLit s)) res_ty
   = tcLookupClassByKey cCallableClassKey               `thenNF_Tc` \ cCallableClass ->
-    newTyVarTy mkBoxedTypeKind                         `thenNF_Tc` \ ty ->
     newDicts (LitLitOrigin (_UNPK_ s))
-            [(cCallableClass, ty)]                     `thenNF_Tc` \ (dicts, _) ->
-    returnTc (HsLitOut lit ty, dicts, ty)
+            [(cCallableClass, [res_ty])]               `thenNF_Tc` \ (dicts, _) ->
+    returnTc (HsLitOut lit res_ty, dicts)
 \end{code}
 
 Primitive literals:
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsLit lit@(HsCharPrim c))
-  = returnTc (HsLitOut lit charPrimTy, emptyLIE, charPrimTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsCharPrim c)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty charPrimTy               `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit charPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsStringPrim s))
-  = returnTc (HsLitOut lit addrPrimTy, emptyLIE, addrPrimTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsStringPrim s)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty addrPrimTy               `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit addrPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsIntPrim i))
-  = returnTc (HsLitOut lit intPrimTy, emptyLIE, intPrimTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsIntPrim i)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty intPrimTy                `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit intPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsFloatPrim f))
-  = returnTc (HsLitOut lit floatPrimTy, emptyLIE, floatPrimTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsFloatPrim f)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty floatPrimTy              `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit floatPrimTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsDoublePrim d))
-  = returnTc (HsLitOut lit doublePrimTy, emptyLIE, doublePrimTy)
+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))
-  = returnTc (HsLitOut lit charTy, emptyLIE, charTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsChar c)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty charTy           `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit charTy, emptyLIE)
 
-tcExpr (HsLit lit@(HsString str))
-  = returnTc (HsLitOut lit stringTy, emptyLIE, stringTy)
+tcMonoExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
+  = unifyTauTy res_ty stringTy                 `thenTc_`
+    returnTc (HsLitOut lit stringTy, emptyLIE)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -174,26 +260,34 @@ tcExpr (HsLit lit@(HsString str))
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsPar expr) -- preserve parens so printing needn't guess where they go
-  = tcExpr expr
+tcMonoExpr (HsPar expr) res_ty -- preserve parens so printing needn't guess where they go
+  = tcMonoExpr expr res_ty
 
-tcExpr (NegApp expr neg) = tcExpr (HsApp neg expr)
+-- 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 (HsLam match)
-  = tcMatch match      `thenTc` \ (match',lie,ty) ->
-    returnTc (HsLam match', lie, ty)
+tcMonoExpr (NegApp (HsLit (HsInt i)) neg) res_ty
+  = tcMonoExpr (HsLit (HsInt (-i))) res_ty
 
-tcExpr (HsApp e1 e2) = accum e1 [e2]
+tcMonoExpr (NegApp expr neg) res_ty 
+  = tcMonoExpr (HsApp neg expr) res_ty
+
+tcMonoExpr (HsLam match) res_ty
+  = tcMatchExpected [] res_ty match    `thenTc` \ (match',lie) ->
+    returnTc (HsLam match', lie)
+
+tcMonoExpr (HsApp e1 e2) res_ty = accum e1 [e2]
   where
     accum (HsApp e1 e2) args = accum e1 (e2:args)
     accum fun args
-      = tcApp fun args         `thenTc` \ (fun', args', lie, res_ty) ->
-       returnTc (foldl HsApp fun' args', lie, res_ty)
+      = tcApp fun args res_ty  `thenTc` \ (fun', args', lie) ->
+       returnTc (foldl HsApp fun' args', lie)
 
 -- equivalent to (op e1) e2:
-tcExpr (OpApp arg1 op fix arg2)
-  = tcApp op [arg1,arg2]       `thenTc` \ (op', [arg1', arg2'], lie, res_ty) ->
-    returnTc (OpApp arg1' op' fix arg2', lie, 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}
 
 Note that the operators in sections are expected to be binary, and
@@ -207,8 +301,8 @@ a type error will occur if they aren't.
 -- or just
 --     op e
 
-tcExpr in_expr@(SectionL arg op)
-  = tcApp op [arg]             `thenTc` \ (op', [arg'], lie, 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
        -- Without this check we barf in the desugarer on
@@ -216,26 +310,21 @@ tcExpr in_expr@(SectionL arg op)
        -- because it tries to desugar to
        --      f op = \r -> 3 op r
        -- so (3 `op`) had better be a function!
-    newTyVarTy mkTypeKind              `thenNF_Tc` \ ty1 ->
-    newTyVarTy mkTypeKind              `thenNF_Tc` \ ty2 ->
     tcAddErrCtxt (sectionLAppCtxt in_expr) $
-    unifyTauTy (mkFunTy ty1 ty2) res_ty        `thenTc_`
+    unifyFunTy res_ty                  `thenTc_`
 
-    returnTc (SectionL arg' op', lie, res_ty)
+    returnTc (SectionL arg' op', lie)
 
 -- Right sections, equivalent to \ x -> x op expr, or
 --     \ x -> op x expr
 
-tcExpr in_expr@(SectionR op expr)
-  = tcExpr op                  `thenTc`    \ (op',  lie1, op_ty) ->
-    tcExpr expr                        `thenTc`    \ (expr',lie2, expr_ty) ->
-
-    newTyVarTy mkTypeKind      `thenNF_Tc` \ ty1 ->
-    newTyVarTy mkTypeKind      `thenNF_Tc` \ ty2 ->
+tcMonoExpr in_expr@(SectionR op expr) res_ty
+  = tcExpr_id op               `thenTc`    \ (op', lie1, op_ty) ->
     tcAddErrCtxt (sectionRAppCtxt in_expr) $
-    unifyTauTy (mkFunTys [ty1, expr_ty] ty2) op_ty      `thenTc_`
-
-    returnTc (SectionR op' expr', lie1 `plusLIE` lie2, mkFunTy ty1 ty2)
+    split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                        `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
+    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}
 
 The interesting thing about @ccall@ is that it is just a template
@@ -246,127 +335,136 @@ 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)
+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 ->
+    tcLookupTyCon ioTyCon_NAME                 `thenTc` \ (_,_,ioTyCon) ->
 
     let
        new_arg_dict (arg, arg_ty)
          = newDicts (CCallOrigin (_UNPK_ lbl) (Just arg))
-                    [(cCallableClass, arg_ty)]         `thenNF_Tc` \ (arg_dicts, _) ->
+                    [(cCallableClass, [arg_ty])]       `thenNF_Tc` \ (arg_dicts, _) ->
            returnNF_Tc arg_dicts       -- Actually a singleton bag
 
        result_origin = CCallOrigin (_UNPK_ lbl) Nothing {- Not an arg -}
     in
 
        -- Arguments
-    tcExprs args                       `thenTc` \ (args', args_lie, arg_tys) ->
+    mapNF_Tc (\ _ -> newTyVarTy mkTypeKind) [1..(length args)] `thenNF_Tc` \ ty_vars ->
+    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 PrimIO
+       -- type must, however, be boxed since it's an argument to the IO
        -- type constructor.
     newTyVarTy mkBoxedTypeKind                 `thenNF_Tc` \ result_ty ->
+    let
+       io_result_ty = mkTyConApp ioTyCon [result_ty]
+    in
+    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 arg_tys)    `thenNF_Tc` \ ccarg_dicts_s ->
-    newDicts result_origin [(cReturnableClass, result_ty)]         `thenNF_Tc` \ (ccres_dict, _) ->
+    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 stDataCon) `TyApp` [realWorldTy, result_ty])
-                   (CCall lbl args' may_gc is_asm result_ty),
+    case tyConDataCons ioTyCon of { [ioDataCon] ->
+    returnTc (HsApp (HsVar (RealId ioDataCon) `TyApp` [result_ty])
+                   (CCall lbl args' may_gc is_asm io_result_ty),
                      -- do the wrapping in the newtype constructor here
-             foldr plusLIE ccres_dict ccarg_dicts_s `plusLIE` args_lie,
-             mkPrimIoTy result_ty)
+             foldr plusLIE ccres_dict ccarg_dicts_s `plusLIE` args_lie)
+    }
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcExpr (HsSCC label expr)
-  = tcExpr expr                `thenTc` \ (expr', lie, expr_ty) ->
-        -- No unification. Give SCC the type of expr
-    returnTc (HsSCC label expr', lie, expr_ty)
+tcMonoExpr (HsSCC label expr) res_ty
+  = tcMonoExpr expr res_ty             `thenTc` \ (expr', lie) ->
+    returnTc (HsSCC label expr', lie)
 
-tcExpr (HsLet binds expr)
+tcMonoExpr (HsLet binds expr) res_ty
   = tcBindsAndThen
        combiner
        binds                   -- Bindings to check
-       (tc_expr expr)  `thenTc` \ ((expr', ty), lie) ->
-    returnTc (expr', lie, ty)
+       tc_expr         `thenTc` \ (expr', lie) ->
+    returnTc (expr', lie)
   where
-    tc_expr expr = tcExpr expr `thenTc` \ (expr', lie, ty) ->
-                  returnTc ((expr',ty), lie)
-    combiner bind (expr, ty) = (HsLet bind expr, ty)
-
-tcExpr in_expr@(HsCase expr matches src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc        $
-    tcExpr expr                        `thenTc`    \ (expr',lie1,expr_ty) ->
-    newTyVarTy mkTypeKind      `thenNF_Tc` \ result_ty ->
+    tc_expr = tcMonoExpr expr res_ty `thenTc` \ (expr', lie) ->
+             returnTc (expr', lie)
+    combiner is_rec bind expr = HsLet (MonoBind bind [] is_rec) expr
 
-    tcAddErrCtxt (caseCtxt in_expr) $
-    tcMatchesCase (mkFunTy expr_ty result_ty) matches  
-                               `thenTc`    \ (matches',lie2) ->
+tcMonoExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
+  = tcAddSrcLoc src_loc                        $
+    tcAddErrCtxt (caseCtxt in_expr)    $
 
-    returnTc (HsCase expr' matches' src_loc, plusLIE lie1 lie2, result_ty)
+       -- Typecheck the case alternatives first.
+       -- The case patterns tend to give good type info to use
+       -- when typechecking the scrutinee.  For example
+       --      case (map f) of
+       --        (x:xs) -> ...
+       -- will report that map is applied to too few arguments
 
-tcExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc        $
-    tcExpr pred                        `thenTc`    \ (pred',lie1,predTy) ->
+    tcMatchesCase res_ty matches       `thenTc`    \ (scrut_ty, matches', lie2) ->
 
-    tcAddErrCtxt (predCtxt pred) (
-      unifyTauTy boolTy predTy
-    )                          `thenTc_`
+    tcAddErrCtxt (caseScrutCtxt scrut) (
+      tcMonoExpr scrut scrut_ty
+    )                                  `thenTc`    \ (scrut',lie1) ->
 
-    tcExpr b1                  `thenTc`    \ (b1',lie2,result_ty) ->
-    tcExpr b2                  `thenTc`    \ (b2',lie3,b2Ty) ->
+    returnTc (HsCase scrut' matches' src_loc, plusLIE lie1 lie2)
 
-    tcAddErrCtxt (branchCtxt b1 b2) $
-    unifyTauTy result_ty b2Ty                          `thenTc_`
+tcMonoExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
+  = tcAddSrcLoc src_loc        $
+    tcAddErrCtxt (predCtxt pred) (
+    tcMonoExpr pred boolTy     )       `thenTc`    \ (pred',lie1) ->
 
-    returnTc (HsIf pred' b1' b2' src_loc, plusLIE lie1 (plusLIE lie2 lie3), result_ty)
+    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)
-  = tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc
+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 (ExplicitList [])
-  = newTyVarTy mkBoxedTypeKind         `thenNF_Tc` \ tyvar_ty ->
-    returnTc (ExplicitListOut tyvar_ty [], emptyLIE, mkListTy tyvar_ty)
-
-
-tcExpr in_expr@(ExplicitList exprs)    -- Non-empty list
-  = tcExprs exprs                      `thenTc` \ (exprs', lie, tys@(elt_ty:_)) ->
-    tcAddErrCtxt (listCtxt in_expr) $
-    unifyTauTyList tys                         `thenTc_`
-    returnTc (ExplicitListOut elt_ty exprs', lie, mkListTy elt_ty)
-
-tcExpr (ExplicitTuple exprs)
-  = tcExprs exprs                      `thenTc` \ (exprs', lie, tys) ->
-    returnTc (ExplicitTuple exprs', lie, mkTupleTy (length tys) tys)
-
-tcExpr (RecordCon (HsVar con) rbinds)
-  = tcId con                           `thenNF_Tc` \ (con_expr, con_lie, con_tau) ->
+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) $
+       tcMonoExpr expr elt_ty
+
+tcMonoExpr (ExplicitTuple exprs) res_ty
+  = unifyTupleTy (length exprs) res_ty         `thenTc` \ arg_tys ->
+    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)
+
+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
-       (_, record_ty) = splitFunTy con_tau
+       (_, record_ty) = splitFunTys con_tau
     in
        -- Con is syntactically constrained to be a data constructor
-    ASSERT( maybeToBool (maybeAppDataTyCon record_ty ) )
+    ASSERT( maybeToBool (splitAlgTyConApp_maybe record_ty ) )
+    unifyTauTy res_ty record_ty          `thenTc_`
 
        -- Check that the record bindings match the constructor
-    tcLookupGlobalValue con                            `thenNF_Tc` \ con_id ->
     let
        bad_fields = badFields rbinds con_id
     in
-    checkTc (null bad_fields) (badFieldsCon con bad_fields)    `thenTc_`
+    checkTc (null bad_fields) (badFieldsCon con_name bad_fields)       `thenTc_`
 
        -- Typecheck the record bindings
        -- (Do this after checkRecordFields in case there's a field that
        --  doesn't match the constructor.)
     tcRecordBinds record_ty rbinds             `thenTc` \ (rbinds', rbinds_lie) ->
 
-    returnTc (RecordCon con_expr rbinds', con_lie `plusLIE` rbinds_lie, record_ty)
+    returnTc (RecordCon (RealId con_id) con_expr rbinds', con_lie `plusLIE` rbinds_lie)
 
 
 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
@@ -395,7 +493,7 @@ tcExpr (RecordCon (HsVar con) rbinds)
 --
 -- All this is done in STEP 4 below.
 
-tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds)
+tcMonoExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
   = tcAddErrCtxt recordUpdCtxt                 $
 
        -- STEP 1
@@ -407,15 +505,15 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds)
     tcLookupGlobalValueMaybe first_field_name  `thenNF_Tc` \ maybe_sel_id ->
     (case maybe_sel_id of
        Just sel_id | isRecordSelector sel_id -> returnTc sel_id
-       other                                 -> failTc (notSelector first_field_name)
+       other                                 -> failWithTc (notSelector first_field_name)
     )                                          `thenTc` \ sel_id ->
     let
-       (_, tau)                  = splitForAllTy (idType sel_id)
-       Just (data_ty, _)         = getFunTy_maybe tau  -- Must succeed since sel_id is a selector
-       (tycon, _, data_cons)     = getAppDataTyCon data_ty
+       (_, tau)                  = splitForAllTys (idType sel_id)
+       Just (data_ty, _)         = splitFunTy_maybe tau        -- Must succeed since sel_id is a selector
+       (tycon, _, data_cons)     = splitAlgTyConApp data_ty
        (con_tyvars, theta, _, _, _, _) = dataConSig (head data_cons)
     in
-    tcInstTyVars con_tyvars                    `thenNF_Tc` \ (_, result_inst_tys, result_inst_env) ->
+    tcInstTyVars con_tyvars                    `thenNF_Tc` \ (_, result_inst_tys, _) ->
 
        -- STEP 2
        -- Check for bad fields
@@ -426,8 +524,9 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds)
        -- (Do this after checking for bad fields in case there's a field that
        --  doesn't match the constructor.)
     let
-       result_record_ty = applyTyCon tycon result_inst_tys
+       result_record_ty = mkTyConApp tycon result_inst_tys
     in
+    unifyTauTy res_ty result_record_ty          `thenTc_`
     tcRecordBinds result_record_ty rbinds      `thenTc` \ (rbinds', rbinds_lie) ->
 
        -- STEP 4
@@ -456,9 +555,10 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds)
 
        -- STEP 5
        -- Typecheck the expression to be updated
-    tcExpr record_expr                                 `thenTc` \ (record_expr', record_lie, record_ty) ->
-    unifyTauTy (applyTyCon tycon inst_tys) record_ty   `thenTc_`
-    
+    let
+       record_ty = mkTyConApp tycon inst_tys
+    in
+    tcMonoExpr record_expr record_ty                   `thenTc`    \ (record_expr', record_lie) ->
 
        -- STEP 6
        -- Figure out the LIE we need.  We have to generate some 
@@ -471,76 +571,65 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds)
        -- union the ones that could participate in the update.
     let
        (tyvars, theta, _, _, _, _) = dataConSig (head data_cons)
-       inst_env = zipEqual "tcExpr:RecordUpd" tyvars result_inst_tys
+       inst_env = zipTyVarEnv tyvars result_inst_tys
     in
     tcInstTheta inst_env theta                 `thenNF_Tc` \ theta' ->
     newDicts RecordUpdOrigin theta'            `thenNF_Tc` \ (con_lie, dicts) ->
 
        -- Phew!
     returnTc (RecordUpdOut record_expr' result_record_ty dicts rbinds', 
-             con_lie `plusLIE` record_lie `plusLIE` rbinds_lie, 
-             result_record_ty)
+             con_lie `plusLIE` record_lie `plusLIE` rbinds_lie)
 
-
-tcExpr (ArithSeqIn seq@(From expr))
-  = tcExpr expr                                        `thenTc`    \ (expr', lie1, ty) ->
+tcMonoExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
+  = unifyListTy res_ty                        `thenTc` \ elt_ty ->  
+    tcMonoExpr expr elt_ty                   `thenTc` \ (expr', lie1) ->
 
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromClassOpKey        `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
-             (RealId sel_id) [ty]              `thenNF_Tc` \ (lie2, enum_from_id) ->
+             (RealId sel_id) [elt_ty]          `thenNF_Tc` \ (lie2, enum_from_id) ->
 
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar enum_from_id) (From expr'),
-             lie1 `plusLIE` lie2,
-             mkListTy ty)
-
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2))
-  = tcExpr expr1               `thenTc`    \ (expr1',lie1,ty1) ->
-    tcExpr expr2               `thenTc`    \ (expr2',lie2,ty2) ->
-
-    tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $
-    unifyTauTyList [ty1, ty2]                          `thenTc_`
+             lie1 `plusLIE` lie2)
 
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
+  = tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $ 
+    unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
+    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) [ty1]                     `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_then_id) ->
+             (RealId sel_id) [elt_ty]                  `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_then_id) ->
 
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar enum_from_then_id)
                           (FromThen expr1' expr2'),
-             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3,
-             mkListTy ty1)
-
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2))
-  = tcExpr expr1               `thenTc`    \ (expr1',lie1,ty1) ->
-    tcExpr expr2               `thenTc`    \ (expr2',lie2,ty2) ->
-
-    tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $
-    unifyTauTyList [ty1,ty2]   `thenTc_`
+             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
 
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
+  = tcAddErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $
+    unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
+    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) [ty1]             `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_to_id) ->
+             (RealId sel_id) [elt_ty]          `thenNF_Tc` \ (lie3, enum_from_to_id) ->
 
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar enum_from_to_id)
                          (FromTo expr1' expr2'),
-             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3,
-              mkListTy ty1)
-
-tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3))
-  = tcExpr expr1               `thenTc`    \ (expr1',lie1,ty1) ->
-    tcExpr expr2               `thenTc`    \ (expr2',lie2,ty2) ->
-    tcExpr expr3               `thenTc`    \ (expr3',lie3,ty3) ->
-
-    tcAddErrCtxt  (arithSeqCtxt in_expr) $
-    unifyTauTyList [ty1,ty2,ty3]                       `thenTc_`
-
+             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
+
+tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
+  = tcAddErrCtxt  (arithSeqCtxt in_expr) $
+    unifyListTy  res_ty         `thenTc`    \ elt_ty ->  
+    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) [ty1]                     `thenNF_Tc` \ (lie4, eft_id) ->
+             (RealId sel_id) [elt_ty]                  `thenNF_Tc` \ (lie4, eft_id) ->
 
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar eft_id)
                           (FromThenTo expr1' expr2' expr3'),
-             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3 `plusLIE` lie4,
-             mkListTy ty1)
+             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3 `plusLIE` lie4)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -550,33 +639,48 @@ tcExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3))
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty)
- = tcExpr expr                 `thenTc` \ (texpr, lie, tau_ty) ->
-   tcHsType  poly_ty           `thenTc` \ sigma_sig ->
-
-       -- Check the tau-type part
-   tcSetErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)  $
-   tcInstSigType sigma_sig             `thenNF_Tc` \ sigma_sig' ->
-   let
-       (sig_tyvars', sig_theta', sig_tau') = splitSigmaTy sigma_sig'
-   in
-   unifyTauTy sig_tau' tau_ty          `thenTc_`
-
-       -- Check the type variables of the signature
-   checkSigTyVars sig_tyvars' sig_tau' `thenTc_`
-
-       -- Check overloading constraints
-   newDicts SignatureOrigin sig_theta'         `thenNF_Tc` \ (sig_dicts, _) ->
-   tcSimplifyAndCheck
-       (mkTyVarSet sig_tyvars')
-       sig_dicts lie                           `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, tau_ty)
+tcMonoExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
+ = tcSetErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)  $
+   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.
+
+\begin{code}
+tcExpr_id :: RenamedHsExpr
+           -> TcM s (TcExpr s,
+                    LIE s,
+                    TcType s)
+tcExpr_id id_expr
+ = case id_expr of
+       HsVar name -> tcId name                   `thenNF_Tc` \ stuff -> 
+                     returnTc stuff
+       other      -> newTyVarTy mkTypeKind       `thenNF_Tc` \ id_ty ->
+                     tcMonoExpr id_expr id_ty    `thenTc`    \ (id_expr', lie_id) ->
+                     returnTc (id_expr', lie_id, id_ty) 
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -586,125 +690,80 @@ tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
+
 tcApp :: RenamedHsExpr -> [RenamedHsExpr]   -- Function and args
+      -> TcType s                          -- Expected result type of application
       -> TcM s (TcExpr s, [TcExpr s],      -- Translated fun and args
-               LIE s,
-               TcType s)                   -- Type of the application
+               LIE s)
 
-tcApp fun args
+tcApp fun args res_ty
   =    -- First type-check the function
-       -- In the HsVar case we go straight to tcId to avoid hitting the
-       -- rank-2 check, which we check later here anyway
-    (case fun of
-       HsVar name -> tcId name `thenNF_Tc` \ stuff -> returnTc stuff
-       other      -> tcExpr fun
-    )                                  `thenTc` \ (fun', lie_fun, fun_ty) ->
+    tcExpr_id fun                              `thenTc` \ (fun', lie_fun, fun_ty) ->
 
-    tcApp_help fun 1 fun_ty args       `thenTc` \ (args', lie_args, res_ty) ->
+    tcAddErrCtxt (wrongArgsCtxt "too many" fun args) (
+       split_fun_ty fun_ty (length args)
+    )                                          `thenTc` \ (expected_arg_tys, actual_result_ty) ->
 
-    -- Check that the result type doesn't have any nested for-alls.
-    -- For example, a "build" on its own is no good; it must be applied to something.
-    checkTc (isTauTy res_ty)
-           (lurkingRank2Err fun fun_ty) `thenTc_`
+       -- Unify with expected result before type-checking the args
+       -- This is when we might detect a too-few args situation
+    tcAddErrCtxtM (checkArgsCtxt fun args res_ty actual_result_ty) (
+       unifyTauTy res_ty actual_result_ty
+    )                                                  `thenTc_`
 
-    returnTc (fun', args', lie_fun `plusLIE` lie_args, res_ty)
+       -- Now typecheck the args
+    mapAndUnzipTc (tcArg fun)
+         (zip3 args expected_arg_tys [1..])    `thenTc` \ (args', lie_args_s) ->
 
+    -- Check that the result type doesn't have any nested for-alls.
+    -- For example, a "build" on its own is no good; it must be applied to something.
+    checkTc (isTauTy actual_result_ty)
+           (lurkingRank2Err fun fun_ty)        `thenTc_`
 
-tcApp_help :: RenamedHsExpr -> Int     -- Function and arg position, used in error message(s)
-          -> TcType s                  -- The type of the function
-          -> [RenamedHsExpr]           -- Arguments
-          -> TcM s ([TcExpr s],                -- Typechecked args
-                    LIE s,
-                    TcType s)          -- Result type of the application
+    returnTc (fun', args', lie_fun `plusLIE` plusLIEs lie_args_s)
 
-tcApp_help orig_fun arg_no fun_ty []
-  = returnTc ([], emptyLIE, fun_ty)
 
-tcApp_help orig_fun arg_no fun_ty all_args@(arg:args)
-  =    -- Expect the function to have type A->B
-    tcAddErrCtxt (tooManyArgsCtxt orig_fun) (
-           unifyFunTy fun_ty
-    )                                                  `thenTc` \ (expected_arg_ty, result_ty) ->
+-- If an error happens we try to figure out whether the
+-- function has been given too many or too few arguments,
+-- and say so
+checkArgsCtxt fun args expected_res_ty actual_res_ty
+  = zonkTcType expected_res_ty   `thenNF_Tc` \ exp_ty' ->
+    zonkTcType actual_res_ty     `thenNF_Tc` \ act_ty' ->
+    let
+      (exp_args, _) = splitFunTys exp_ty'
+      (act_args, _) = splitFunTys act_ty'
+      message | length exp_args < length act_args = wrongArgsCtxt "too few" fun args
+              | length exp_args > length act_args = wrongArgsCtxt "too many" fun args
+             | otherwise                         = appCtxt fun args
+    in
+    returnNF_Tc message
 
-       -- Type check the argument
-    tcAddErrCtxt (funAppCtxt orig_fun arg_no arg) (
-               tcArg expected_arg_ty arg
-    )                                                  `thenTc` \ (arg', lie_arg) ->
 
-       -- Do the other args
-    tcApp_help orig_fun (arg_no+1) result_ty args      `thenTc` \ (args', lie_args, res_ty) ->
+split_fun_ty :: TcType s               -- The type of the function
+            -> Int                     -- Number of arguments
+            -> TcM s ([TcType s],      -- Function argument types
+                      TcType s)        -- Function result types
 
-       -- Done
-    returnTc (arg':args', lie_arg `plusLIE` lie_args, res_ty)
+split_fun_ty fun_ty 0 
+  = returnTc ([], fun_ty)
 
+split_fun_ty fun_ty n
+  =    -- Expect the function to have type A->B
+    unifyFunTy fun_ty          `thenTc` \ (arg_ty, res_ty) ->
+    split_fun_ty res_ty (n-1)  `thenTc` \ (arg_tys, final_res_ty) ->
+    returnTc (arg_ty:arg_tys, final_res_ty)
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcArg :: TcType s                      -- Expected arg type
-      -> RenamedHsExpr                 -- Actual argument
+tcArg :: RenamedHsExpr                 -- The function (for error messages)
+      -> (RenamedHsExpr, TcType s, Int)        -- Actual argument and expected arg type
       -> TcM s (TcExpr s, LIE s)       -- Resulting argument and LIE
 
-tcArg expected_arg_ty arg
-  | not (maybeToBool (getForAllTy_maybe expected_arg_ty))
-  =    -- The ordinary, non-rank-2 polymorphic case
-    tcExpr arg                                 `thenTc` \ (arg', lie_arg, actual_arg_ty) ->
-    unifyTauTy expected_arg_ty actual_arg_ty   `thenTc_`
-    returnTc (arg', lie_arg)
-
-  | 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
-    ASSERT( null sig_theta )   -- And expected_tyvars are all DontBind things
-       
-       -- Type-check the arg and unify with expected type
-    tcExpr arg                                 `thenTc` \ (arg', lie_arg, actual_arg_ty) ->
-    unifyTauTy sig_tau actual_arg_ty           `thenTc_`
-
-       -- 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 (tyVarsOfType expected_arg_ty) (
-               checkSigTyVars sig_tyvars sig_tau
-       )                                               `thenTc_`
-
-           -- Check that there's no overloading involved
-           -- Even if there isn't, there may be some Insts which mention the expected_tyvars,
-           -- but which, on simplification, don't actually need a dictionary involving
-           -- the tyvar.  So we have to do a proper simplification right here.
-       tcSimplifyRank2 (mkTyVarSet sig_tyvars) 
-                       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 sig_tyvars (HsLet (mk_binds inst_binds) arg'), free_insts)
-    )
-  where
-    mk_binds inst_binds = MonoBind inst_binds [] nonRecursive
+tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
+  = tcAddErrCtxt (funAppCtxt the_fun arg arg_no) $
+    tcExpr arg expected_arg_ty
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{@tcId@ typchecks an identifier occurrence}
@@ -721,10 +780,10 @@ tcId name
     case maybe_local of
       Just tc_id -> instantiate_it (TcId tc_id) (idType tc_id)
 
-      Nothing ->    tcLookupGlobalValue name   `thenNF_Tc` \ id ->
-                   tcInstType [] (idType id)   `thenNF_Tc` \ inst_ty ->
+      Nothing ->    tcLookupGlobalValue name            `thenNF_Tc` \ id ->
+                   tcInstType emptyTyVarEnv (idType id) `thenNF_Tc` \ inst_ty ->
                    let
-                       (tyvars, rho) = splitForAllTy inst_ty 
+                       (tyvars, rho) = splitForAllTys inst_ty 
                    in
                    instantiate_it2 (RealId id) tyvars rho
 
@@ -746,8 +805,8 @@ tcId name
        else
                -- Yes, it's overloaded
        newMethodWithGivenTy (OccurrenceOf tc_id_occ)
-                            tc_id_occ arg_tys rho      `thenNF_Tc` \ (lie1, meth_id) ->
-       instantiate_it meth_id tau                      `thenNF_Tc` \ (expr, lie2, final_tau) ->
+                            tc_id_occ arg_tys theta tau `thenNF_Tc` \ (lie1, meth_id) ->
+       instantiate_it meth_id tau                       `thenNF_Tc` \ (expr, lie2, final_tau) ->
        returnNF_Tc (expr, lie1 `plusLIE` lie2, final_tau)
 
       where
@@ -761,7 +820,7 @@ tcId name
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc
+tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
   =    -- get the Monad and MonadZero classes
        -- create type consisting of a fresh monad tyvar
     ASSERT( not (null stmts) )
@@ -770,7 +829,7 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc
 
     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)
@@ -778,7 +837,8 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc
       combine_stmts stmt               _         ([], _) = panic "Bad last stmt tcDoStmts"
       combine_stmts stmt               _     (stmts, ty) = (stmt:stmts, ty)
     in
-    tc_stmts stmts     `thenTc` \ ((stmts', result_ty), final_lie) ->
+    tc_stmts stmts                     `thenTc`   \ ((stmts', result_ty), final_lie) ->
+    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,
@@ -806,88 +866,12 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc
       failure_free (GuardStmt _ _)    = False
       failure_free other_stmt        = True
     in
-    returnTc (HsDoOut do_or_lc stmts' return_id then_id zero_id result_ty src_loc,
-             final_lie `plusLIE` monad_lie,
-             result_ty)
-\end{code}
+    returnTc (HsDoOut do_or_lc stmts' return_id then_id zero_id res_ty src_loc,
+             final_lie `plusLIE` monad_lie)
 
-\begin{code}
-tcStmt :: (RenamedHsExpr -> TcM s (TcExpr s, LIE s, TcType 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 } )
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       tc_expr exp                      `thenTc`    \ (exp', exp_lie, exp_ty) ->
-       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 } )
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       tc_expr exp                     `thenTc`    \ (exp', exp_lie, exp_ty) ->
-       unifyTauTy boolTy exp_ty        `thenTc_`
-       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 } )
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)      (
-       tc_expr exp                     `thenTc`    \ (exp', exp_lie, exp_ty) ->
-       -- Check that exp has type (m tau) for some tau (doesn't matter what)
-       newTyVarTy mkTypeKind           `thenNF_Tc` \ tau ->
-        unifyTauTy (m tau) exp_ty      `thenTc_`
-       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                     `thenTc`    \ (exp', exp_lie, exp_ty) ->
-       unifyTauTy (m pat_ty) exp_ty    `thenTc_`
-
-       -- 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' binds' thing' = combine (LetStmt binds') Nothing thing'
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Record bindings}
@@ -937,13 +921,13 @@ tcRecordBinds expected_record_ty rbinds
 
                -- Record selectors all have type
                --      forall a1..an.  T a1 .. an -> tau
-       ASSERT( maybeToBool (getFunTy_maybe tau) )
+       ASSERT( maybeToBool (splitFunTy_maybe tau) )
        let
                -- Selector must have type RecordType -> FieldType
-         Just (record_ty, field_ty) = getFunTy_maybe tau
+         Just (record_ty, field_ty) = splitFunTy_maybe tau
        in
        unifyTauTy expected_record_ty record_ty         `thenTc_`
-       tcArg field_ty rhs                              `thenTc` \ (rhs', lie) ->
+       tcPolyExpr rhs field_ty                         `thenTc` \ (rhs', lie, _, _, _) ->
        returnTc ((RealId sel_id, rhs', pun_flag), lie)
 
 badFields rbinds data_con
@@ -956,18 +940,18 @@ badFields rbinds data_con
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{@tcExprs@ typechecks a {\em list} of expressions}
+\subsection{@tcMonoExprs@ typechecks a {\em list} of expressions}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExprs :: [RenamedHsExpr] -> TcM s ([TcExpr s], LIE s, [TcType s])
+tcMonoExprs :: [RenamedHsExpr] -> [TcType s] -> TcM s ([TcExpr s], LIE s)
 
-tcExprs [] = returnTc ([], emptyLIE, [])
-tcExprs (expr:exprs)
- = tcExpr  expr                        `thenTc` \ (expr',  lie1, ty) ->
-   tcExprs exprs               `thenTc` \ (exprs', lie2, tys) ->
-   returnTc (expr':exprs', lie1 `plusLIE` lie2, ty:tys)
+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}
 
 
@@ -978,78 +962,71 @@ Errors and contexts
 
 Mini-utils:
 \begin{code}
-pp_nest_hang :: String -> Doc -> Doc
+pp_nest_hang :: String -> SDoc -> SDoc
 pp_nest_hang label stuff = nest 2 (hang (text label) 4 stuff)
 \end{code}
 
 Boring and alphabetical:
 \begin{code}
-arithSeqCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In an arithmetic sequence:")) 4 (ppr sty expr)
+arithSeqCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In an arithmetic sequence:")) 4 (ppr expr)
 
-branchCtxt b1 b2 sty
-  = sep [ptext SLIT("In the branches of a conditional:"),
-          pp_nest_hang "`then' branch:" (ppr sty b1),
-          pp_nest_hang "`else' branch:" (ppr sty b2)]
+caseCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the case expression:")) 4 (ppr expr)
 
-caseCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In a case expression:")) 4 (ppr sty expr)
+caseScrutCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
 
-exprSigCtxt expr sty
+exprSigCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In an expression with a type signature:"))
-        4 (ppr sty expr)
+        4 (ppr expr)
 
-listCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In a list expression:")) 4 (ppr sty expr)
+listCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the list element:")) 4 (ppr expr)
 
-predCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In a predicate expression:")) 4 (ppr sty expr)
+predCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
 
-sectionRAppCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In a right section:")) 4 (ppr sty expr)
+sectionRAppCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the right section:")) 4 (ppr expr)
 
-sectionLAppCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In a left section:")) 4 (ppr sty expr)
+sectionLAppCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the left section:")) 4 (ppr expr)
 
-funAppCtxt fun arg_no arg sty
+funAppCtxt fun arg arg_no
   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"), 
-                   ppr sty fun <> text ", namely"])
-        4 (pprParendExpr sty arg)
-
-stmtCtxt ListComp stmt sty
-  = hang (ptext SLIT("In a list-comprehension qualifer:")) 
-         4 (ppr sty stmt)
-
-stmtCtxt DoStmt stmt sty
-  = hang (ptext SLIT("In a do statement:")) 
-         4 (ppr sty stmt)
+                   quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
+        4 (quotes (ppr arg))
+
+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 (parens (ppr the_app))
+  where
+    the_app = foldl HsApp fun args     -- Used in error messages
 
-tooManyArgsCtxt f sty
-  = hang (ptext SLIT("Too many arguments in an application of the function"))
-        4 (ppr sty f)
+appCtxt fun args
+  = ptext SLIT("In the application") <+> (ppr the_app)
+  where
+    the_app = foldl HsApp fun args     -- Used in error messages
 
-lurkingRank2Err fun fun_ty sty
-  = hang (hsep [ptext SLIT("Illegal use of"), ppr sty fun])
-        4 (vcat [text "It is applied to too few arguments,", 
-                     ptext SLIT("so that the result type has for-alls in it")])
+lurkingRank2Err fun fun_ty
+  = hang (hsep [ptext SLIT("Illegal use of"), quotes (ppr fun)])
+        4 (vcat [ptext SLIT("It is applied to too few arguments"),  
+                 ptext SLIT("so that the result type has for-alls in it")])
 
-rank2ArgCtxt arg expected_arg_ty sty
-  = hang (ptext SLIT("In a polymorphic function argument:"))
-        4 (sep [(<>) (ppr sty arg) (ptext SLIT(" ::")),
-                  ppr sty expected_arg_ty])
+rank2ArgCtxt arg expected_arg_ty
+  = ptext SLIT("In a polymorphic function argument:") <+> ppr arg
 
-badFieldsUpd rbinds sty
+badFieldsUpd rbinds
   = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
-        4 (interpp'SP sty fields)
+        4 (pprQuotedList fields)
   where
     fields = [field | (field, _, _) <- rbinds]
 
-recordUpdCtxt sty = ptext SLIT("In a record update construct")
-
-badFieldsCon con fields sty
-  = hsep [ptext SLIT("Constructor"),           ppr sty con,
-          ptext SLIT("does not have field(s)"), interpp'SP sty fields]
+recordUpdCtxt = ptext SLIT("In a record update construct")
 
-notSelector field sty
-  = hsep [ppr sty field, ptext SLIT("is not a record selector")]
+notSelector field
+  = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
 \end{code}