[project @ 1998-03-19 23:54:49 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 73bede1..4675575 100644 (file)
@@ -4,78 +4,77 @@
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module TcExpr ( tcExpr, tcStmt, 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 RnHsSyn         ( RenamedHsExpr, 
+                         RenamedStmt, RenamedRecordBinds
                        )
-import TcHsSyn         ( SYN_IE(TcExpr), SYN_IE(TcStmt),
-                         SYN_IE(TcRecordBinds),
+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, tcMatchExpected )
 import TcMonoType      ( tcHsType )
 import TcPat           ( tcPat )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck, tcSimplifyRank2 )
-import TcType          ( TcIdOcc(..), SYN_IE(TcType), TcMaybe(..),
-                         tcInstId, tcInstType, tcInstSigTcType, tcInstTyVars,
+import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
+import TcType          ( TcType, TcMaybe(..),
+                         tcInstType, tcInstSigTcType, tcInstTyVars,
                          tcInstSigType, tcInstTcType, tcInstTheta, tcSplitRhoTy,
-                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcTyVars, zonkTcType )
+                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType )
 import TcKind          ( TcKind )
 
-import Class           ( SYN_IE(Class) )
+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, 
+                         splitForAllTy_maybe, 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}
@@ -95,7 +94,7 @@ tcExpr :: RenamedHsExpr                       -- Expession to type check
 \begin{code}
 tcExpr (HsVar name) res_ty
   = tcId name                  `thenNF_Tc` \ (expr', lie, id_ty) ->
-    unifyTauTy id_ty res_ty    `thenTc_`
+    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
@@ -131,7 +130,7 @@ tcExpr (HsLit (HsFrac f)) res_ty
 tcExpr (HsLit lit@(HsLitLit s)) res_ty
   = tcLookupClassByKey cCallableClassKey               `thenNF_Tc` \ cCallableClass ->
     newDicts (LitLitOrigin (_UNPK_ s))
-            [(cCallableClass, res_ty)]                 `thenNF_Tc` \ (dicts, _) ->
+            [(cCallableClass, [res_ty])]               `thenNF_Tc` \ (dicts, _) ->
     returnTc (HsLitOut lit res_ty, dicts)
 \end{code}
 
@@ -139,23 +138,23 @@ Primitive literals:
 
 \begin{code}
 tcExpr (HsLit lit@(HsCharPrim c)) res_ty
-  = unifyTauTy charPrimTy res_ty               `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty charPrimTy               `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit charPrimTy, emptyLIE)
 
 tcExpr (HsLit lit@(HsStringPrim s)) res_ty
-  = unifyTauTy addrPrimTy res_ty               `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty addrPrimTy               `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit addrPrimTy, emptyLIE)
 
 tcExpr (HsLit lit@(HsIntPrim i)) res_ty
-  = unifyTauTy intPrimTy res_ty                `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty intPrimTy                `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit intPrimTy, emptyLIE)
 
 tcExpr (HsLit lit@(HsFloatPrim f)) res_ty
-  = unifyTauTy floatPrimTy res_ty              `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty floatPrimTy              `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit floatPrimTy, emptyLIE)
 
 tcExpr (HsLit lit@(HsDoublePrim d)) res_ty
-  = unifyTauTy doublePrimTy res_ty             `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty doublePrimTy             `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit doublePrimTy, emptyLIE)
 \end{code}
 
@@ -163,11 +162,11 @@ Unoverloaded literals:
 
 \begin{code}
 tcExpr (HsLit lit@(HsChar c)) res_ty
-  = unifyTauTy charTy res_ty           `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty charTy           `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit charTy, emptyLIE)
 
 tcExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
-  = unifyTauTy stringTy res_ty         `thenTc_`
+  = unifyTauTy res_ty stringTy                 `thenTc_`
     returnTc (HsLitOut lit stringTy, emptyLIE)
 \end{code}
 
@@ -181,10 +180,18 @@ tcExpr (HsLit lit@(HsString str)) res_ty
 tcExpr (HsPar expr) res_ty -- preserve parens so printing needn't guess where they go
   = tcExpr expr res_ty
 
-tcExpr (NegApp expr neg) res_ty = tcExpr (HsApp neg 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
+
+tcExpr (NegApp expr neg) res_ty 
+  = tcExpr (HsApp neg expr) res_ty
 
 tcExpr (HsLam match) res_ty
-  = tcMatchExpected res_ty match       `thenTc` \ (match',lie) ->
+  = tcMatchExpected [] res_ty match    `thenTc` \ (match',lie) ->
     returnTc (HsLam match', lie)
 
 tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty = accum e1 [e2]
@@ -233,7 +240,7 @@ tcExpr in_expr@(SectionR op expr) res_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_`
+    unifyTauTy res_ty (mkFunTy arg1_ty op_res_ty)      `thenTc_`
     returnTc (SectionR op' expr', lie1 `plusLIE` lie2)
 \end{code}
 
@@ -249,11 +256,12 @@ tcExpr (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 -}
@@ -264,20 +272,25 @@ tcExpr (CCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
     tcExprs 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 ->
-    unifyTauTy (mkPrimIoTy result_ty) res_ty    `thenTc_`
+    let
+       io_result_ty = mkTyConApp ioTyCon [result_ty]
+    in
+    case tyConDataCons ioTyCon of { [ioDataCon] ->
+    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 ->
-    newDicts result_origin [(cReturnableClass, result_ty)]         `thenNF_Tc` \ (ccres_dict, _) ->
+    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),
+    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)
+    }
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -296,23 +309,30 @@ tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
              returnTc (expr', lie)
     combiner is_rec bind expr = HsLet (MonoBind bind [] is_rec) expr
 
-tcExpr in_expr@(HsCase expr matches src_loc) res_ty
-  = tcAddSrcLoc src_loc        $
-    newTyVarTy mkTypeKind      `thenNF_Tc` \ expr_ty ->
-    tcExpr expr expr_ty                `thenTc`    \ (expr',lie1) ->
+tcExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
+  = tcAddSrcLoc src_loc                        $
+    tcAddErrCtxt (caseCtxt in_expr)    $
 
-    tcAddErrCtxt (caseCtxt in_expr) $
-    tcMatchesCase (mkFunTy expr_ty res_ty) matches     
-                               `thenTc`    \ (matches',lie2) ->
+       -- 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
 
-    returnTc (HsCase expr' matches' src_loc, plusLIE lie1 lie2)
+    tcMatchesCase res_ty matches       `thenTc`    \ (scrut_ty, matches', lie2) ->
+
+    tcAddErrCtxt (caseScrutCtxt scrut) (
+      tcExpr scrut scrut_ty
+    )                                  `thenTc`    \ (scrut',lie1) ->
+
+    returnTc (HsCase scrut' matches' src_loc, plusLIE lie1 lie2)
 
 tcExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
   = tcAddSrcLoc src_loc        $
     tcAddErrCtxt (predCtxt pred) (
     tcExpr pred boolTy )       `thenTc`    \ (pred',lie1) ->
 
-    tcAddErrCtxt (branchCtxt b1 b2) $
     tcExpr b1 res_ty           `thenTc`    \ (b1',lie2) ->
     tcExpr b2 res_ty           `thenTc`    \ (b2',lie3) ->
     returnTc (HsIf pred' b1' b2' src_loc, plusLIE lie1 (plusLIE lie2 lie3))
@@ -334,38 +354,34 @@ tcExpr in_expr@(ExplicitList exprs) res_ty        -- Non-empty list
        tcExpr expr elt_ty
 
 tcExpr (ExplicitTuple exprs) res_ty
-    -- ToDo: more direct way of testing if res_ty is a tuple type (cf. unifyListTy)?
-  = mapNF_Tc (\ _ -> newTyVarTy mkBoxedTypeKind) [1..len]       `thenNF_Tc` \ ty_vars ->
-    unifyTauTy (mkTupleTy len ty_vars) res_ty                    `thenTc_`
-    mapAndUnzipTc (\ (expr,ty_var) -> tcExpr expr ty_var)
-               (exprs `zip` ty_vars) -- we know they're of equal length.
+  = unifyTupleTy (length exprs) res_ty         `thenTc` \ arg_tys ->
+    mapAndUnzipTc (\ (expr, arg_ty) -> tcExpr expr arg_ty)
+               (exprs `zip` arg_tys) -- we know they're of equal length.
                                                                         `thenTc` \ (exprs', lies) ->
     returnTc (ExplicitTuple exprs', plusLIEs lies)
-    where
-     len = length exprs
 
-tcExpr (RecordCon (HsVar con) rbinds) res_ty
-  = tcId con                           `thenNF_Tc` \ (con_expr, con_lie, con_tau) ->
+tcExpr (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 ) )
-    unifyTauTy record_ty res_ty         `thenTc_`
+    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_id 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)
+    returnTc (RecordCon (RealId con_id) con_expr rbinds', con_lie `plusLIE` rbinds_lie)
 
 
 -- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
@@ -406,15 +422,15 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     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
@@ -425,9 +441,9 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
        -- (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 result_record_ty res_ty          `thenTc_`
+    unifyTauTy res_ty result_record_ty          `thenTc_`
     tcRecordBinds result_record_ty rbinds      `thenTc` \ (rbinds', rbinds_lie) ->
 
        -- STEP 4
@@ -457,7 +473,7 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
        -- STEP 5
        -- Typecheck the expression to be updated
     let
-       record_ty = applyTyCon tycon inst_tys
+       record_ty = mkTyConApp tycon inst_tys
     in
     tcExpr record_expr record_ty                       `thenTc`    \ (record_expr', record_lie) ->
 
@@ -472,7 +488,7 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
        -- 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) ->
@@ -483,7 +499,7 @@ tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
 
 tcExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
   = unifyListTy res_ty                        `thenTc` \ elt_ty ->  
-    tcExpr expr elt_ty                       `thenTc`    \ (expr', lie1) ->
+    tcExpr expr elt_ty                       `thenTc` \ (expr', lie1) ->
 
     tcLookupGlobalValueByKey enumFromClassOpKey        `thenNF_Tc` \ sel_id ->
     newMethod (ArithSeqOrigin seq)
@@ -549,21 +565,30 @@ tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
    let
        (sig_tyvars', sig_theta', sig_tau') = splitSigmaTy sigma_sig'
    in
-   unifyTauTy sig_tau' res_ty          `thenTc_`
 
-       -- Type check the expression, *after* we've incorporated the signature
-       -- info into res_ty
-   tcExpr expr res_ty          `thenTc` \ (texpr, lie) ->
+       -- 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_`
+   checkSigTyVars sig_tyvars' sig_tau'         `thenTc` \ zonked_sig_tyvars ->
 
        -- Check overloading constraints
    newDicts SignatureOrigin sig_theta'         `thenNF_Tc` \ (sig_dicts, _) ->
    tcSimplifyAndCheck
-       (mkTyVarSet sig_tyvars')
-       sig_dicts lie                           `thenTc_`
+        (ptext SLIT("the type signature") <+> quotes (ppr sigma_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 res_ty sig_tau'                  `thenTc_`
 
        -- If everything is ok, return the stuff unchanged, except for
        -- the effect of any substutions etc.  We simply discard the
@@ -588,20 +613,6 @@ tcExpr_id id_expr
        other      -> newTyVarTy mkTypeKind       `thenNF_Tc` \ id_ty ->
                      tcExpr id_expr id_ty        `thenTc`    \ (id_expr', lie_id) ->
                      returnTc (id_expr', lie_id, id_ty) 
-
-
---ToDo: move to Unify?
-unifyListTy :: TcType s              -- expected list type
-           -> TcM s (TcType s)      -- list element type
-unifyListTy res_ty
-    -- ToDo: more direct way of testing if res_ty is a list type (cf. unifyFunTy)?
-  = newTyVarTy mkBoxedTypeKind          `thenNF_Tc` \ elt_ty ->
-    unifyTauTy (mkListTy elt_ty) res_ty  `thenTc_`
-
-       -- This zonking makes the returned type as informative
-       -- as possible.
-    zonkTcType elt_ty                   `thenNF_Tc` \ elt_ty' ->
-    returnTc elt_ty'
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -619,26 +630,46 @@ tcApp :: RenamedHsExpr -> [RenamedHsExpr]   -- Function and args
 
 tcApp fun args res_ty
   =    -- First type-check the function
-    tcExpr_id fun                      `thenTc` \ (fun', lie_fun, fun_ty) ->
+    tcExpr_id fun                              `thenTc` \ (fun', lie_fun, fun_ty) ->
 
-    tcAddErrCtxt (tooManyArgsCtxt fun) (
+    tcAddErrCtxt (wrongArgsCtxt "too many" fun args) (
        split_fun_ty fun_ty (length args)
-    )                                                  `thenTc` \ (expected_arg_tys, actual_result_ty) ->
+    )                                          `thenTc` \ (expected_arg_tys, actual_result_ty) ->
 
        -- Unify with expected result before type-checking the args
-    unifyTauTy res_ty actual_result_ty                 `thenTc_`
+       -- 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_`
 
        -- Now typecheck the args
-    mapAndUnzipTc tcArg (zipEqual "tcApp" args expected_arg_tys)       `thenTc` \ (args', lie_args_s) ->
+    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_`
+           (lurkingRank2Err fun fun_ty)        `thenTc_`
 
     returnTc (fun', args', lie_fun `plusLIE` plusLIEs lie_args_s)
 
 
+-- 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
+
+
 split_fun_ty :: TcType s               -- The type of the function
             -> Int                     -- Number of arguments
             -> TcM s ([TcType s],      -- Function argument types
@@ -655,11 +686,25 @@ split_fun_ty fun_ty n
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcArg :: (RenamedHsExpr, TcType s)     -- Actual argument and expected arg type
+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 (arg,expected_arg_ty)
-  | not (maybeToBool (getForAllTy_maybe expected_arg_ty))
+tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
+  = tcAddErrCtxt (funAppCtxt the_fun arg arg_no) $
+    tcPolyExpr (ptext SLIT("argument type of") <+> quotes (ppr the_fun))
+              arg expected_arg_ty
+
+
+-- tcPolyExpr is like tcExpr, except that the expected type
+-- can be a polymorphic one.
+tcPolyExpr :: SDoc                     -- Just for error messages
+          -> RenamedHsExpr
+          -> TcType s                  -- Expected type
+          -> TcM s (TcExpr s, LIE s)   -- Resulting type and LIE
+
+tcPolyExpr str arg expected_arg_ty
+  | not (maybeToBool (splitForAllTy_maybe expected_arg_ty))
   =    -- The ordinary, non-rank-2 polymorphic case
     tcExpr arg expected_arg_ty
 
@@ -679,8 +724,6 @@ tcArg (arg,expected_arg_ty)
     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 sig_tau                         `thenTc` \ (arg', lie_arg) ->
 
@@ -695,25 +738,26 @@ tcArg (arg,expected_arg_ty)
        -- 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_`
+    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
 
-           -- 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) ->
+    tcSimplifyAndCheck 
+               str
+               (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 sig_tyvars (HsLet (mk_binds inst_binds) arg'), free_insts)
+    returnTc ( TyLam zonked_sig_tyvars $
+                  DictLam dict_ids $
+                  HsLet (MonoBind inst_binds [] Recursive) 
+                  arg' 
+                , free_insts
     )
-  where
-    mk_binds inst_binds = MonoBind inst_binds [] nonRecursive
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -732,10 +776,10 @@ 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
 
@@ -757,8 +801,8 @@ 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
@@ -790,7 +834,7 @@ 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,
@@ -836,7 +880,7 @@ tcStmt :: (RenamedHsExpr -> TcType s -> TcM s (TcExpr s, LIE s))    -- This is tcEx
        -> 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 } )
+  = 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) ->
@@ -847,7 +891,7 @@ tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(ReturnStmt exp) do_next
              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 } )
+  = 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) (
@@ -859,7 +903,7 @@ tcStmt tc_expr do_or_lc m combine stmt@(GuardStmt exp src_loc) do_next
              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 } )
+  = 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)      (
@@ -952,13 +996,14 @@ 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 (rhs, field_ty)                           `thenTc` \ (rhs', lie) ->
+       tcPolyExpr (ptext SLIT("type of field") <+> quotes (ppr field_label))
+                  rhs field_ty                         `thenTc` \ (rhs', lie) ->
        returnTc ((RealId sel_id, rhs', pun_flag), lie)
 
 badFields rbinds data_con
@@ -993,78 +1038,84 @@ 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 the 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 the list element")) 4 (ppr sty expr)
+listCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the list element:")) 4 (ppr expr)
 
-predCtxt expr sty
-  = hang (ptext SLIT("In the 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 the 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 the 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 (ppr sty arg)
-
-stmtCtxt ListComp stmt sty
-  = hang (ptext SLIT("In a pattern guard/list-comprehension qualifier:")) 
-         4 (ppr sty stmt)
+                   quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
+        4 (quotes (ppr arg))
 
-stmtCtxt DoStmt stmt sty
-  = hang (ptext SLIT("In a do statement:")) 
-         4 (ppr sty stmt)
+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 (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")
+recordUpdCtxt = 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]
+badFieldsCon con fields
+  = hsep [ptext SLIT("Constructor"),           ppr con,
+          ptext SLIT("does not have field(s):"), pprQuotedList fields]
 
-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}