[project @ 2002-03-25 15:08:38 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 8601331..e766564 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-module TcExpr ( tcApp, tcExpr, tcMonoExpr, tcPolyExpr, tcId ) where
+module TcExpr ( tcExpr, tcMonoExpr, tcId ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
@@ -12,34 +12,34 @@ import HsSyn                ( HsExpr(..), HsLit(..), ArithSeqInfo(..),
                          HsMatchContext(..), HsDoContext(..), mkMonoBind
                        )
 import RnHsSyn         ( RenamedHsExpr, RenamedRecordBinds )
-import TcHsSyn         ( TcExpr, TcRecordBinds, mkHsLet )
+import TcHsSyn         ( TcExpr, TcRecordBinds, simpleHsLitTy  )
 
 import TcMonad
+import TcUnify         ( tcSubExp, tcGen, (<$>),
+                         unifyTauTy, unifyFunTy, unifyListTy, unifyPArrTy,
+                         unifyTupleTy )
 import BasicTypes      ( RecFlag(..),  isMarkedStrict )
 import Inst            ( InstOrigin(..), 
                          LIE, mkLIE, emptyLIE, unitLIE, plusLIE, plusLIEs,
                          newOverloadedLit, newMethod, newIPDict,
-                         newDicts, 
-                         instToId, tcInstId
+                         newDicts, newMethodWithGivenTy,
+                         instToId, tcInstCall
                        )
 import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
 import TcEnv           ( tcLookupClass, tcLookupGlobalId, tcLookupGlobal_maybe,
-                         tcLookupTyCon, tcLookupDataCon, tcLookupId,
-                         tcExtendGlobalTyVars
+                         tcLookupTyCon, tcLookupDataCon, tcLookupId
                        )
 import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatchLambda, tcStmts )
-import TcMonoType      ( tcHsSigType, checkSigTyVars, sigCtxt )
-import TcPat           ( badFieldCon, simpleHsLitTy )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, tcSimplifyIPs )
-import TcMType         ( tcInstTyVars, tcInstType, 
-                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType,
-                         unifyTauTy, unifyFunTy, unifyListTy, unifyTupleTy
-                       )
-import TcType          ( tcSplitFunTys, tcSplitTyConApp,
-                         isQualifiedTy, 
-                         mkFunTy, mkAppTy, mkTyConTy,
+import TcMonoType      ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
+import TcPat           ( badFieldCon )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyIPs )
+import TcMType         ( tcInstTyVars, tcInstType, newHoleTyVarTy, zapToType,
+                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType, readHoleResult )
+import TcType          ( TcType, TcSigmaType, TcRhoType, TyVarDetails(VanillaTv),
+                         tcSplitFunTys, tcSplitTyConApp, mkTyVarTys,
+                         isSigmaTy, mkFunTy, mkAppTy, mkTyConTy,
                          mkTyConApp, mkClassPred, tcFunArgTy,
-                         isTauTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
+                         tyVarsOfTypes, isLinearPred,
                          liftedTypeKind, openTypeKind, mkArrowKind,
                          tcSplitSigmaTy, tcTyConAppTyCon,
                          tidyOpenType
@@ -52,12 +52,13 @@ import DataCon              ( dataConFieldLabels, dataConSig,
 import Name            ( Name )
 import TyCon           ( TyCon, tyConTyVars, isAlgTyCon, tyConDataCons )
 import Subst           ( mkTopTyVarSubst, substTheta, substTy )
-import VarSet          ( elemVarSet )
-import TysWiredIn      ( boolTy, mkListTy, listTyCon )
+import VarSet          ( emptyVarSet, elemVarSet )
+import TysWiredIn      ( boolTy, mkListTy, mkPArrTy, listTyCon, parrTyCon )
 import PrelNames       ( cCallableClassName, 
                          cReturnableClassName, 
-                         enumFromName, enumFromThenName, negateName,
+                         enumFromName, enumFromThenName, 
                          enumFromToName, enumFromThenToName,
+                         enumFromToPName, enumFromThenToPName,
                          thenMName, failMName, returnMName, ioTyConName
                        )
 import Outputable
@@ -75,112 +76,73 @@ import HscTypes            ( TyThing(..) )
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr :: RenamedHsExpr                        -- Expession to type check
-       -> TcType                       -- Expected type (could be a polytpye)
-       -> TcM (TcExpr, LIE)
-
-tcExpr expr ty | isQualifiedTy ty = -- Polymorphic case
-                                   tcPolyExpr expr ty  `thenTc` \ (expr', lie, _, _, _) ->
-                                   returnTc (expr', lie)
-
-              | otherwise        = -- Monomorphic case
-                                   tcMonoExpr expr ty
+tcExpr :: RenamedHsExpr                -- Expession to type check
+       -> TcSigmaType          -- Expected type (could be a polytpye)
+       -> TcM (TcExpr, LIE)    -- Generalised expr with expected type, and LIE
+
+tcExpr expr expected_ty 
+  | not (isSigmaTy expected_ty)  -- Monomorphic case
+  = tcMonoExpr expr expected_ty
+
+  | otherwise
+  = tcGen expected_ty emptyVarSet (
+       tcMonoExpr expr
+    )                                  `thenTc` \ (gen_fn, expr', lie) ->
+    returnTc (gen_fn <$> expr', lie)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{@tcPolyExpr@ typchecks an application}
+\subsection{The TAUT rules for variables}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
--- tcPolyExpr is like tcMonoExpr, except that the expected type
--- can be a polymorphic one.
-tcPolyExpr :: RenamedHsExpr
-          -> TcType                            -- Expected type
-          -> TcM (TcExpr, LIE,         -- Generalised expr with expected type, and LIE
-                    TcExpr, TcTauType, LIE)    -- 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
-    tcInstType expected_arg_ty                 `thenNF_Tc` \ (sig_tyvars, sig_theta, sig_tau) ->
-    let
-       free_tvs = tyVarsOfType expected_arg_ty
-    in
-       -- Type-check the arg and unify with expected type
-    tcMonoExpr arg sig_tau                             `thenTc` \ (arg', lie_arg) ->
-
-       -- Check that the sig_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 free_tvs                                $
-    tcAddErrCtxtM (sigCtxt sig_msg sig_tyvars sig_theta sig_tau)  $
-
-    newDicts SignatureOrigin sig_theta         `thenNF_Tc` \ sig_dicts ->
-    tcSimplifyCheck 
-       (text "the type signature of an expression")
-       sig_tyvars
-       sig_dicts lie_arg                       `thenTc` \ (free_insts, inst_binds) ->
-
-    checkSigTyVars sig_tyvars free_tvs         `thenTc` \ zonked_sig_tyvars ->
+tcMonoExpr :: RenamedHsExpr            -- Expession to type check
+          -> TcRhoType                 -- Expected type (could be a type variable)
+                                       -- Definitely no foralls at the top
+                                       -- Can be a 'hole'.
+          -> TcM (TcExpr, LIE)
 
-    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 (map instToId sig_dicts) $
-                         mkHsLet inst_binds $ 
-                         arg' 
-    in
-    returnTc ( generalised_arg, free_insts,
-              arg', sig_tau, lie_arg )
-  where
-    sig_msg = ptext SLIT("When checking an expression type signature")
+tcMonoExpr (HsVar name) res_ty
+  = tcId name                  `thenNF_Tc` \ (expr', lie1, id_ty) ->
+    tcSubExp res_ty id_ty      `thenTc` \ (co_fn, lie2) ->
+    returnTc (co_fn <$> expr', lie1 `plusLIE` lie2)
+
+tcMonoExpr (HsIPVar ip) res_ty
+  =    -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a 
+       -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
+       -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
+       -- be a tau-type.)
+    newTyVarTy openTypeKind            `thenNF_Tc` \ ip_ty ->
+    newIPDict (IPOcc ip) ip ip_ty      `thenNF_Tc` \ (ip', inst) ->
+    tcSubExp res_ty ip_ty              `thenTc` \ (co_fn, lie) ->
+    returnNF_Tc (co_fn <$> HsIPVar ip', lie `plusLIE` unitLIE inst)
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{The TAUT rules for variables}
+\subsection{Expressions type signatures}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcMonoExpr :: RenamedHsExpr            -- Expession to type check
-          -> TcTauType                 -- Expected type (could be a type variable)
-          -> TcM (TcExpr, LIE)
-
-tcMonoExpr (HsVar name) res_ty
-  = tcId name                  `thenNF_Tc` \ (expr', lie, id_ty) ->
-    unifyTauTy res_ty id_ty    `thenTc_`
+tcMonoExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
+ = tcHsSigType ExprSigCtxt poly_ty     `thenTc` \ sig_tc_ty ->
+   tcExpr expr sig_tc_ty               `thenTc` \ (expr', lie1) ->
 
-    -- 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 id_ty)
-           (lurkingRank2Err name id_ty) `thenTc_`
+       -- Must instantiate the outer for-alls of sig_tc_ty
+       -- else we risk instantiating a ? res_ty to a forall-type
+       -- which breaks the invariant that tcMonoExpr only returns phi-types
+   tcAddErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)  $
+   tcInstCall SignatureOrigin sig_tc_ty        `thenNF_Tc` \ (inst_fn, lie2, inst_sig_ty) ->
+   tcSubExp res_ty inst_sig_ty         `thenTc` \ (co_fn, lie3) ->
 
-    returnTc (expr', lie)
+   returnTc (co_fn <$> inst_fn expr', lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
 \end{code}
 
-\begin{code}
-tcMonoExpr (HsIPVar name) res_ty
-  = newIPDict (IPOcc name) name res_ty         `thenNF_Tc` \ ip ->
-    returnNF_Tc (HsIPVar (instToId ip), unitLIE ip)
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -200,17 +162,8 @@ tcMonoExpr (HsLam match) res_ty
   = tcMatchLambda match res_ty                 `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 res_ty  `thenTc` \ (fun', args', lie) ->
-       returnTc (foldl HsApp fun' args', lie)
-
--- equivalent to (op e1) e2:
-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)
+tcMonoExpr (HsApp e1 e2) res_ty 
+  = tcApp e1 [e2] res_ty
 \end{code}
 
 Note that the operators in sections are expected to be binary, and
@@ -224,30 +177,36 @@ a type error will occur if they aren't.
 -- or just
 --     op e
 
-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
-       --      f op = (3 `op`)
-       -- because it tries to desugar to
-       --      f op = \r -> 3 op r
-       -- so (3 `op`) had better be a function!
-    tcAddErrCtxt (sectionLAppCtxt in_expr) $
-    unifyFunTy res_ty                  `thenTc_`
-
-    returnTc (SectionL arg' op', lie)
+tcMonoExpr in_expr@(SectionL arg1 op) res_ty
+  = tcExpr_id op                               `thenTc` \ (op', lie1, op_ty) ->
+    split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
+    tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)                        `thenTc` \ (arg1',lie2) ->
+    tcAddErrCtxt (exprCtxt in_expr)            $
+    tcSubExp res_ty (mkFunTy arg2_ty op_res_ty)        `thenTc` \ (co_fn, lie3) ->
+    returnTc (co_fn <$> SectionL arg1' op', lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
 
 -- Right sections, equivalent to \ x -> x op expr, or
 --     \ x -> op x expr
 
-tcMonoExpr in_expr@(SectionR op expr) res_ty
-  = tcExpr_id op               `thenTc`    \ (op', lie1, op_ty) ->
-    tcAddErrCtxt (sectionRAppCtxt in_expr) $
-    split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                        `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
-    tcMonoExpr expr arg2_ty                            `thenTc` \ (expr',lie2) ->
-    unifyTauTy res_ty (mkFunTy arg1_ty op_res_ty)      `thenTc_`
-    returnTc (SectionR op' expr', lie1 `plusLIE` lie2)
+tcMonoExpr in_expr@(SectionR op arg2) res_ty
+  = tcExpr_id op                               `thenTc` \ (op', lie1, op_ty) ->
+    split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
+    tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)                        `thenTc` \ (arg2',lie2) ->
+    tcAddErrCtxt (exprCtxt in_expr)            $
+    tcSubExp res_ty (mkFunTy arg1_ty op_res_ty)        `thenTc` \ (co_fn, lie3) ->
+    returnTc (co_fn <$> SectionR op' arg2', lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3)
+
+-- equivalent to (op e1) e2:
+
+tcMonoExpr in_expr@(OpApp arg1 op fix arg2) res_ty
+  = tcExpr_id op                               `thenTc` \ (op', lie1, op_ty) ->
+    split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenTc` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
+    tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)                        `thenTc` \ (arg1',lie2a) ->
+    tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)                        `thenTc` \ (arg2',lie2b) ->
+    tcAddErrCtxt (exprCtxt in_expr)            $
+    tcSubExp res_ty op_res_ty                  `thenTc` \ (co_fn, lie3) ->
+    returnTc (OpApp arg1' op' fix arg2', 
+             lie1 `plusLIE` lie2a `plusLIE` lie2b `plusLIE` lie3)
 \end{code}
 
 The interesting thing about @ccall@ is that it is just a template
@@ -258,8 +217,18 @@ arg/result types); unify them with the args/result; and store them for
 later use.
 
 \begin{code}
-tcMonoExpr (HsCCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
-  =    -- Get the callable and returnable classes.
+tcMonoExpr e0@(HsCCall lbl args may_gc is_casm ignored_fake_result_ty) res_ty
+
+  = getDOptsTc                         `thenNF_Tc` \ dflags ->
+
+    checkTc (not (is_casm && dopt_HscLang dflags /= HscC)) 
+        (vcat [text "_casm_ is only supported when compiling via C (-fvia-C).",
+               text "Either compile with -fvia-C, or, better, rewrite your code",
+               text "to use the foreign function interface.  _casm_s are deprecated",
+               text "and support for them may one day disappear."])
+                                       `thenTc_`
+
+    -- Get the callable and returnable classes.
     tcLookupClass cCallableClassName   `thenNF_Tc` \ cCallableClass ->
     tcLookupClass cReturnableClassName `thenNF_Tc` \ cReturnableClass ->
     tcLookupTyCon ioTyConName          `thenNF_Tc` \ ioTyCon ->
@@ -273,9 +242,8 @@ tcMonoExpr (HsCCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
     in
 
        -- Arguments
-    let n_args = length args
-       tv_idxs | n_args == 0 = []
-               | otherwise   = [1..n_args]
+    let tv_idxs | null args  = []
+               | otherwise  = [1..length args]
     in
     newTyVarTys (length tv_idxs) openTypeKind          `thenNF_Tc` \ arg_tys ->
     tcMonoExprs args arg_tys                           `thenTc`    \ (args', args_lie) ->
@@ -293,7 +261,7 @@ tcMonoExpr (HsCCall lbl args may_gc is_asm ignored_fake_result_ty) res_ty
        -- constraints on the argument and result types.
     mapNF_Tc new_arg_dict (zipEqual "tcMonoExpr:CCall" args arg_tys)   `thenNF_Tc` \ ccarg_dicts_s ->
     newDicts result_origin [mkClassPred cReturnableClass [result_ty]]  `thenNF_Tc` \ ccres_dict ->
-    returnTc (HsCCall lbl args' may_gc is_asm io_result_ty,
+    returnTc (HsCCall lbl args' may_gc is_casm io_result_ty,
              mkLIE (ccres_dict ++ concat ccarg_dicts_s) `plusLIE` args_lie)
 \end{code}
 
@@ -345,8 +313,11 @@ tcMonoExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
     tcAddErrCtxt (predCtxt pred) (
     tcMonoExpr pred boolTy     )       `thenTc`    \ (pred',lie1) ->
 
-    tcMonoExpr b1 res_ty               `thenTc`    \ (b1',lie2) ->
-    tcMonoExpr b2 res_ty               `thenTc`    \ (b2',lie3) ->
+    zapToType res_ty                   `thenTc`    \ res_ty' ->
+       -- C.f. the call to zapToType in TcMatches.tcMatches
+
+    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}
 
@@ -365,6 +336,15 @@ tcMonoExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty   -- Non-empty list
       = tcAddErrCtxt (listCtxt expr) $
        tcMonoExpr expr elt_ty
 
+tcMonoExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty       -- maybe empty
+  = unifyPArrTy res_ty                        `thenTc` \ elt_ty ->  
+    mapAndUnzipTc (tc_elt elt_ty) exprs              `thenTc` \ (exprs', lies) ->
+    returnTc (ExplicitPArr elt_ty exprs', plusLIEs lies)
+  where
+    tc_elt elt_ty expr
+      = tcAddErrCtxt (parrCtxt expr) $
+       tcMonoExpr expr elt_ty
+
 tcMonoExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
   = unifyTupleTy boxity (length exprs) res_ty  `thenTc` \ arg_tys ->
     mapAndUnzipTc (\ (expr, arg_ty) -> tcMonoExpr expr arg_ty)
@@ -467,7 +447,7 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
        data_cons                   = tyConDataCons tycon
        (con_tyvars, _, _, _, _, _) = dataConSig (head data_cons)
     in
-    tcInstTyVars con_tyvars                    `thenNF_Tc` \ (_, result_inst_tys, _) ->
+    tcInstTyVars VanillaTv con_tyvars          `thenNF_Tc` \ (_, result_inst_tys, _) ->
 
        -- STEP 2
        -- Check that at least one constructor has all the named fields
@@ -505,7 +485,7 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
 
        mk_inst_ty (tyvar, result_inst_ty) 
          | tyvar `elemVarSet` common_tyvars = returnNF_Tc result_inst_ty       -- Same as result type
-         | otherwise                               = newTyVarTy liftedTypeKind -- Fresh type
+         | otherwise                        = newTyVarTy liftedTypeKind        -- Fresh type
     in
     mapNF_Tc mk_inst_ty (zip con_tyvars result_inst_tys)       `thenNF_Tc` \ inst_tys ->
 
@@ -583,64 +563,63 @@ tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
     returnTc (ArithSeqOut (HsVar (instToId eft))
                          (FromThenTo expr1' expr2' expr3'),
              lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3 `plusLIE` unitLIE eft)
+
+tcMonoExpr in_expr@(PArrSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
+  = tcAddErrCtxt (parrSeqCtxt in_expr) $
+    unifyPArrTy  res_ty                                `thenTc`    \ elt_ty ->  
+    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenTc`    \ (expr1',lie1) ->
+    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenTc`    \ (expr2',lie2) ->
+    tcLookupGlobalId enumFromToPName                   `thenNF_Tc` \ sel_id ->
+    newMethod (PArrSeqOrigin seq) sel_id [elt_ty]      `thenNF_Tc` \ enum_from_to ->
+
+    returnTc (PArrSeqOut (HsVar (instToId enum_from_to))
+                        (FromTo expr1' expr2'),
+             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` unitLIE enum_from_to)
+
+tcMonoExpr in_expr@(PArrSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
+  = tcAddErrCtxt  (parrSeqCtxt in_expr) $
+    unifyPArrTy  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) ->
+    tcLookupGlobalId enumFromThenToPName               `thenNF_Tc` \ sel_id ->
+    newMethod (PArrSeqOrigin seq) sel_id [elt_ty]      `thenNF_Tc` \ eft ->
+
+    returnTc (PArrSeqOut (HsVar (instToId eft))
+                        (FromThenTo expr1' expr2' expr3'),
+             lie1 `plusLIE` lie2 `plusLIE` lie3 `plusLIE` unitLIE eft)
+
+tcMonoExpr (PArrSeqIn _) _ 
+  = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
+    -- the parser shouldn't have generated it and the renamer shouldn't have
+    -- let it through
 \end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Expressions type signatures}
+\subsection{Implicit Parameter bindings}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcMonoExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
- = tcAddErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)  $
-   tcHsSigType  poly_ty                `thenTc` \ sig_tc_ty ->
-
-   if not (isQualifiedTy 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 tcSimplifyCheck (inside tcPolyExpr), except for any default
-           -- resolution it may have done, which is recorded in the
-           -- substitution.
-       returnTc (expr, lie)
-\end{code}
-
-Implicit Parameter bindings.
-
-\begin{code}
 tcMonoExpr (HsWith expr binds) res_ty
   = tcMonoExpr expr res_ty                     `thenTc` \ (expr', expr_lie) ->
-    mapAndUnzipTc tcIPBind binds               `thenTc` \ (pairs, bind_lies) ->
+    mapAndUnzip3Tc tcIPBind binds              `thenTc` \ (avail_ips, binds', bind_lies) ->
 
        -- If the binding binds ?x = E, we  must now 
        -- discharge any ?x constraints in expr_lie
-    tcSimplifyIPs (map fst pairs) expr_lie     `thenTc` \ (expr_lie', dict_binds) ->
+    tcSimplifyIPs avail_ips expr_lie           `thenTc` \ (expr_lie', dict_binds) ->
     let
-       binds' = [(instToId ip, rhs) | (ip,rhs) <- pairs]
        expr'' = HsLet (mkMonoBind dict_binds [] Recursive) expr'
     in
     returnTc (HsWith expr'' binds', expr_lie' `plusLIE` plusLIEs bind_lies)
 
-tcIPBind (name, expr)
+tcIPBind (ip, expr)
   = newTyVarTy openTypeKind            `thenTc` \ ty ->
     tcGetSrcLoc                                `thenTc` \ loc ->
-    newIPDict (IPBind name) name ty    `thenNF_Tc` \ ip ->
+    newIPDict (IPBind ip) ip ty                `thenNF_Tc` \ (ip', ip_inst) ->
     tcMonoExpr expr ty                 `thenTc` \ (expr', lie) ->
-    returnTc ((ip, expr'), lie)
+    returnTc (ip_inst, (ip', expr'), lie)
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -653,33 +632,34 @@ tcIPBind (name, expr)
 
 tcApp :: RenamedHsExpr -> [RenamedHsExpr]      -- Function and args
       -> TcType                                        -- Expected result type of application
-      -> TcM (TcExpr, [TcExpr],                -- Translated fun and args
-               LIE)
+      -> TcM (TcExpr, LIE)                     -- Translated fun and args
+
+tcApp (HsApp e1 e2) args res_ty 
+  = tcApp e1 (e2:args) res_ty          -- Accumulate the arguments
 
 tcApp fun args res_ty
   =    -- First type-check the function
     tcExpr_id fun                              `thenTc` \ (fun', lie_fun, fun_ty) ->
 
     tcAddErrCtxt (wrongArgsCtxt "too many" fun args) (
+       traceTc (text "tcApp" <+> (ppr fun $$ ppr fun_ty))      `thenNF_Tc_`
        split_fun_ty fun_ty (length args)
     )                                          `thenTc` \ (expected_arg_tys, actual_result_ty) ->
 
-       -- 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_`
-
        -- 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 actual_result_ty)      `thenTc_`
+       -- Unify with expected result after type-checking the args
+       -- so that the info from args percolates to actual_result_ty.
+       -- This is when we might detect a too-few args situation.
+       -- (One can think of cases when the opposite order would give
+       -- a better error message.)
+    tcAddErrCtxtM (checkArgsCtxt fun args res_ty actual_result_ty)
+                 (tcSubExp res_ty actual_result_ty)    `thenTc` \ (co_fn, lie_res) ->
 
-    returnTc (fun', args', lie_fun `plusLIE` plusLIEs lie_args_s)
+    returnTc (co_fn <$> foldl HsApp fun' args', 
+             lie_res `plusLIE` lie_fun `plusLIE` plusLIEs lie_args_s)
 
 
 -- If an error happens we try to figure out whether the
@@ -694,17 +674,20 @@ checkArgsCtxt fun args expected_res_ty actual_res_ty tidy_env
       (exp_args, _)    = tcSplitFunTys exp_ty''
       (act_args, _)    = tcSplitFunTys 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
+      len_act_args     = length act_args
+      len_exp_args     = length exp_args
+
+      message | len_exp_args < len_act_args = wrongArgsCtxt "too few" fun args
+              | len_exp_args > len_act_args = wrongArgsCtxt "too many" fun args
+             | otherwise                   = appCtxt fun args
     in
     returnNF_Tc (env2, message)
 
 
 split_fun_ty :: TcType         -- The type of the function
-            -> Int                     -- Number of arguments
+            -> Int             -- Number of arguments
             -> TcM ([TcType],  -- Function argument types
-                      TcType)  -- Function result types
+                    TcType)    -- Function result types
 
 split_fun_ty fun_ty 0 
   = returnTc ([], fun_ty)
@@ -717,9 +700,9 @@ split_fun_ty fun_ty n
 \end{code}
 
 \begin{code}
-tcArg :: RenamedHsExpr                 -- The function (for error messages)
-      -> (RenamedHsExpr, TcType, Int)  -- Actual argument and expected arg type
-      -> TcM (TcExpr, LIE)     -- Resulting argument and LIE
+tcArg :: RenamedHsExpr                         -- The function (for error messages)
+      -> (RenamedHsExpr, TcSigmaType, Int)     -- Actual argument and expected arg type
+      -> TcM (TcExpr, LIE)                     -- Resulting argument and LIE
 
 tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
   = tcAddErrCtxt (funAppCtxt the_fun arg arg_no) $
@@ -733,21 +716,77 @@ tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+tcId instantiates an occurrence of an Id.
+The instantiate_it loop runs round instantiating the Id.
+It has to be a loop because we are now prepared to entertain
+types like
+       f:: forall a. Eq a => forall b. Baz b => tau
+We want to instantiate this to
+       f2::tau         {f2 = f1 b (Baz b), f1 = f a (Eq a)}
+
+The -fno-method-sharing flag controls what happens so far as the LIE
+is concerned.  The default case is that for an overloaded function we 
+generate a "method" Id, and add the Method Inst to the LIE.  So you get
+something like
+       f :: Num a => a -> a
+       f = /\a (d:Num a) -> let m = (+) a d in \ (x:a) -> m x x
+If you specify -fno-method-sharing, the dictionary application 
+isn't shared, so we get
+       f :: Num a => a -> a
+       f = /\a (d:Num a) (x:a) -> (+) a d x x
+This gets a bit less sharing, but
+       a) it's better for RULEs involving overloaded functions
+       b) perhaps fewer separated lambdas
+
 \begin{code}
 tcId :: Name -> NF_TcM (TcExpr, LIE, TcType)
 tcId name      -- Look up the Id and instantiate its type
   = tcLookupId name                    `thenNF_Tc` \ id ->
-    tcInstId id
+    loop (OccurrenceOf id) (HsVar id) emptyLIE (idType id)
+  where
+    loop orig (HsVar fun_id) lie fun_ty
+       | want_method_inst fun_ty
+       = tcInstType VanillaTv fun_ty           `thenNF_Tc` \ (tyvars, theta, tau) ->
+         newMethodWithGivenTy orig fun_id 
+               (mkTyVarTys tyvars) theta tau   `thenNF_Tc` \ meth ->
+         loop orig (HsVar (instToId meth)) 
+              (unitLIE meth `plusLIE` lie) tau
+
+    loop orig fun lie fun_ty 
+       | isSigmaTy fun_ty
+       = tcInstCall orig fun_ty        `thenNF_Tc` \ (inst_fn, inst_lie, tau) ->
+         loop orig (inst_fn fun) (inst_lie `plusLIE` lie) tau
+
+       | otherwise
+       = returnNF_Tc (fun, lie, fun_ty)
+
+    want_method_inst fun_ty 
+       | opt_NoMethodSharing = False   
+       | otherwise           = case tcSplitSigmaTy fun_ty of
+                                 (_,[],_)    -> False  -- Not overloaded
+                                 (_,theta,_) -> not (any isLinearPred theta)
+       -- This is a slight hack.
+       -- If   f :: (%x :: T) => Int -> Int
+       -- Then if we have two separate calls, (f 3, f 4), we cannot
+       -- make a method constraint that then gets shared, thus:
+       --      let m = f %x in (m 3, m 4)
+       -- because that loses the linearity of the constraint.
+       -- The simplest thing to do is never to construct a method constraint
+       -- in the first place that has a linear implicit parameter in it.
 \end{code}
 
 Typecheck expression which in most cases will be an Id.
+The expression can return a higher-ranked type, such as
+       (forall a. a->a) -> Int
+so we must create a HoleTyVarTy to pass in as the expected tyvar.
 
 \begin{code}
 tcExpr_id :: RenamedHsExpr -> TcM (TcExpr, LIE, TcType)
 tcExpr_id (HsVar name) = tcId name
-tcExpr_id expr         = newTyVarTy openTypeKind       `thenNF_Tc` \ id_ty ->
-                        tcMonoExpr expr id_ty  `thenTc`    \ (expr', lie_id) ->
-                        returnTc (expr', lie_id, id_ty) 
+tcExpr_id expr         = newHoleTyVarTy                        `thenNF_Tc` \ id_ty ->
+                        tcMonoExpr expr id_ty          `thenTc`    \ (expr', lie_id) ->
+                        readHoleResult id_ty           `thenTc`    \ id_ty' ->
+                        returnTc (expr', lie_id, id_ty') 
 \end{code}
 
 
@@ -758,6 +797,27 @@ tcExpr_id expr         = newTyVarTy openTypeKind   `thenNF_Tc` \ id_ty ->
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
+-- I don't like this lumping together of do expression and list/array
+-- comprehensions; creating the monad instances is entirely pointless in the
+-- latter case; I'll leave the list case as it is for the moment, but handle
+-- arrays extra (would be better to handle arrays and lists together, though)
+-- -=chak
+--
+tcDoStmts PArrComp stmts src_loc res_ty
+  =
+    ASSERT( not (null stmts) )
+    tcAddSrcLoc src_loc        $
+
+    unifyPArrTy res_ty                       `thenTc` \elt_ty              ->
+    let tc_ty = mkTyConTy parrTyCon
+       m_ty  = (mkPArrTy, elt_ty)
+    in
+    tcStmts (DoCtxt PArrComp) m_ty stmts      `thenTc` \(stmts', stmts_lie) ->
+    returnTc (HsDoOut PArrComp stmts'
+                     undefined undefined undefined  -- don't touch!
+                     res_ty src_loc,
+             stmts_lie)
+
 tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
   =    -- get the Monad and MonadZero classes
        -- create type consisting of a fresh monad tyvar
@@ -767,10 +827,14 @@ tcDoStmts do_or_lc stmts src_loc res_ty
        -- If it's a comprehension we're dealing with, 
        -- force it to be a list comprehension.
        -- (as of Haskell 98, monad comprehensions are no more.)
+       -- Similarily, array comprehensions must involve parallel arrays types
+       --   -=chak
     (case do_or_lc of
        ListComp -> unifyListTy res_ty                  `thenTc` \ elt_ty ->
                   returnNF_Tc (mkTyConTy listTyCon, (mkListTy, elt_ty))
 
+       PArrComp -> panic "TcExpr.tcDoStmts: How did we get here?!?"
+
        _       -> newTyVarTy (mkArrowKind liftedTypeKind liftedTypeKind)       `thenNF_Tc` \ m_ty ->
                   newTyVarTy liftedTypeKind                                    `thenNF_Tc` \ elt_ty ->
                   unifyTauTy res_ty (mkAppTy m_ty elt_ty)                      `thenTc_`
@@ -853,7 +917,7 @@ tcRecordBinds tycon ty_args rbinds
                -- The caller of tcRecordBinds has already checked
                -- that all the fields come from the same type
 
-       tcPolyExpr rhs field_ty         `thenTc` \ (rhs', lie, _, _, _) ->
+       tcExpr rhs field_ty                     `thenTc` \ (rhs', lie) ->
 
        returnTc ((sel_id, rhs', pun_flag), lie)
 
@@ -886,7 +950,7 @@ missingFields rbinds data_con
 
     field_info = zipEqual "missingFields"
                          field_labels
-                         (drop (length ex_theta) (dataConStrictMarks data_con))
+                         (dropList ex_theta (dataConStrictMarks data_con))
        -- The 'drop' is because dataConStrictMarks
        -- includes the existential dictionaries
     (_, _, _, ex_theta, _, _) = dataConSig data_con
@@ -944,6 +1008,9 @@ Boring and alphabetical:
 arithSeqCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In an arithmetic sequence:")) 4 (ppr expr)
 
+parrSeqCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In a parallel array sequence:")) 4 (ppr expr)
+
 caseCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In the case expression:")) 4 (ppr expr)
 
@@ -951,20 +1018,20 @@ caseScrutCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
 
 exprSigCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In an expression with a type signature:"))
+  = hang (ptext SLIT("When checking the type signature of the expression:"))
         4 (ppr expr)
 
 listCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In the list element:")) 4 (ppr expr)
 
+parrCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the parallel array element:")) 4 (ppr expr)
+
 predCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
 
-sectionRAppCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In the right section:")) 4 (ppr expr)
-
-sectionLAppCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In the left section:")) 4 (ppr expr)
+exprCtxt expr
+  = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
 
 funAppCtxt fun arg arg_no
   = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"),