[project @ 2000-10-24 07:35:00 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcInstDcls.lhs
index c45d809..245e762 100644 (file)
@@ -1,86 +1,87 @@
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcInstDecls]{Typechecking instance declarations}
 
 \begin{code}
+module TcInstDcls ( tcInstDecls1, tcInstDecls2, tcAddDeclCtxt ) where
+
 #include "HsVersions.h"
 
-module TcInstDcls (
-       tcInstDecls1,
-       tcInstDecls2,
-       processInstBinds
-    ) where
-
-
-import Ubiq
-
-import HsSyn           ( InstDecl(..), FixityDecl, Sig(..),
-                         SpecInstSig(..), HsBinds(..), Bind(..),
-                         MonoBinds(..), GRHSsAndBinds, Match, 
-                         InPat(..), OutPat(..), HsExpr(..), HsLit(..),
-                         Stmt, Qual, ArithSeqInfo, Fake,
-                         PolyType(..), MonoType )
-import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds(..), RenamedMonoBinds(..),
-                         RenamedInstDecl(..), RenamedFixityDecl(..),
-                         RenamedSig(..), RenamedSpecInstSig(..),
-                         RnName(..){-incl instance Outputable-}
-                       )
-import TcHsSyn         ( TcIdOcc(..), TcHsBinds(..),
-                         TcMonoBinds(..), TcExpr(..), tcIdType,
-                         mkHsTyLam, mkHsTyApp,
-                         mkHsDictLam, mkHsDictApp )
 
+import CmdLineOpts     ( DynFlag(..), dopt )
 
-import TcMonad
-import GenSpecEtc      ( checkSigTyVars )
-import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), InstanceMapper(..),
-                         newDicts, newMethod, LIE(..), emptyLIE, plusLIE )
-import TcBinds         ( tcPragmaSigs )
+import HsSyn           ( HsDecl(..), InstDecl(..), TyClDecl(..),
+                         MonoBinds(..), HsExpr(..),  HsLit(..), Sig(..),
+                         andMonoBindList, collectMonoBinders, isClassDecl
+                       )
+import HsTypes          ( HsType (..), HsTyVarBndr(..), toHsTyVar )
+import HsPat            ( InPat (..) )
+import HsMatches        ( Match (..) )
+import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedInstDecl, RenamedHsDecl,
+                         extractHsTyVars )
+import TcHsSyn         ( TcMonoBinds, mkHsConApp )
+import TcBinds         ( tcSpecSigs )
+import TcClassDcl      ( tcMethodBind, badMethodErr )
+import TcMonad       
+import Inst            ( InstOrigin(..),
+                         newDicts, newClassDicts,
+                         LIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs )
 import TcDeriv         ( tcDeriving )
-import TcEnv           ( tcLookupClass, tcTyVarScope, newLocalId )
-import TcGRHSs         ( tcGRHSsAndBinds )
-import TcInstUtil      ( InstInfo(..), mkInstanceRelatedIds, buildInstanceEnvs )
-import TcKind          ( TcKind, unifyKind )
-import TcMatches       ( tcMatchesFun )
-import TcMonoType      ( tcContext, tcMonoTypeKind )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck, tcSimplifyThetas )
-import TcType          ( TcType(..), TcTyVar(..),
-                         tcInstSigTyVars, tcInstType, tcInstTheta
+import TcEnv           ( TcEnv, tcExtendGlobalValEnv, 
+                         tcExtendTyVarEnvForMeths, TyThing (..),
+                         tcAddImportedIdInfo, tcInstId, tcLookupClass,
+                         newDFunName, tcExtendTyVarEnv
                        )
-import Unify           ( unifyTauTy )
-
+import InstEnv         ( InstInfo(..), InstEnv, pprInstInfo, classDataCon, 
+                         simpleInstInfoTyCon, simpleInstInfoTy, isLocalInst,
+                         extendInstEnv )
+import TcMonoType      ( tcTyVars, tcHsSigType, tcHsType, kcHsSigType )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck )
+import TcType          ( zonkTcSigTyVars )
+import HscTypes                ( PersistentCompilerState(..), HomeSymbolTable, DFunId,
+                         ModDetails(..) )
 
 import Bag             ( emptyBag, unitBag, unionBags, unionManyBags,
-                         concatBag, foldBag, bagToList )
-import CmdLineOpts     ( opt_GlasgowExts, opt_CompilingPrelude,
-                         opt_OmitDefaultInstanceMethods,
-                         opt_SpecialiseOverloaded )
-import Class           ( GenClass, GenClassOp, 
-                         isCcallishClass, classBigSig,
-                         classOps, classOpLocalType,
-                         classOpTagByString
-                         )
-import Id              ( GenId, idType, isDefaultMethodId_maybe )
-import ListSetOps      ( minusList )
+                         foldBag, Bag, listToBag
+                       )
+import Class           ( Class, DefMeth(..), classBigSig )
+import Var             ( idName, idType )
 import Maybes          ( maybeToBool, expectJust )
-import Name            ( getLocalName, origName, nameOf )
-import PrelVals                ( nO_EXPLICIT_METHOD_ERROR_ID )
-import PrelMods                ( pRELUDE )
-import PprType         ( GenType, GenTyVar, GenClass, GenClassOp, TyCon,
-                         pprParendGenType
+import MkId            ( mkDictFunId )
+import Generics                ( validGenericInstanceType )
+import Module          ( Module, foldModuleEnv )
+import Name            ( isLocallyDefined )
+import NameSet         ( emptyNameSet, nameSetToList )
+import PrelInfo                ( eRROR_ID )
+import PprType         ( pprConstraint, pprPred )
+import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon, tyConDerivings )
+import Type            ( mkTyVarTys, splitDFunTy, isTyVarTy,
+                         splitTyConApp_maybe, splitDictTy,
+                         splitAlgTyConApp_maybe, classesToPreds, classesOfPreds,
+                         unUsgTy, tyVarsOfTypes, mkClassPred, mkTyVarTy,
+                         getClassTys_maybe
+                       )
+import Subst           ( mkTopTyVarSubst, substClasses, substTheta )
+import VarSet          ( mkVarSet, varSetElems )
+import TysWiredIn      ( genericTyCons, isFFIArgumentTy, isFFIResultTy )
+import PrelNames       ( cCallableClassKey, cReturnableClassKey, hasKey )
+import Name             ( Name, NameEnv, extendNameEnv_C, emptyNameEnv, 
+                         plusNameEnv_C, nameEnvElts )
+import FiniteMap        ( mapFM )
+import SrcLoc           ( SrcLoc )
+import RnHsSyn          -- ( RenamedMonoBinds )
+import VarSet           ( varSetElems )
+import UniqFM           ( mapUFM )
+import Unique          ( Uniquable(..) )
+import BasicTypes      ( NewOrData(..) )
+import ErrUtils                ( dumpIfSet_dyn )
+import ListSetOps      ( Assoc, emptyAssoc, plusAssoc_C, mapAssoc, 
+                         assocElts, extendAssoc_C,
+                         equivClassesByUniq, minusList
                        )
-import PprStyle
-import Pretty
-import RnUtils         ( RnEnv(..) )
-import TyCon           ( derivedFor )
-import Type            ( GenType(..),  ThetaType(..), mkTyVarTys,
-                         splitSigmaTy, splitAppTy, isTyVarTy, matchTy, mkSigmaTy,
-                         getTyCon_maybe, maybeBoxedPrimType )
-import TyVar           ( GenTyVar, mkTyVarSet )
-import TysWiredIn      ( stringTy )
-import Unique          ( Unique )
-import Util            ( panic )
+import List             ( intersect, (\\), partition )
+import Outputable
 \end{code}
 
 Typechecking instance declarations is done in two passes. The first
@@ -156,100 +157,260 @@ Here, Bop1 \ldots Bopn bind the methods op1 \ldots opn,
 and $dbinds_super$ bind the superclass dictionaries sd1 \ldots sdm.
 \end{enumerate}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Extracting instance decls}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Gather up the instance declarations from their various sources
+
 \begin{code}
-tcInstDecls1 :: Bag RenamedInstDecl
-            -> [RenamedSpecInstSig]
-            -> Module                  -- module name for deriving
-            -> RnEnv                   -- for renaming derivings
-            -> [RenamedFixityDecl]     -- fixities for deriving
-            -> TcM s (Bag InstInfo,
-                      RenamedHsBinds,
-                      PprStyle -> Pretty)
-
-tcInstDecls1 inst_decls specinst_sigs mod_name rn_env fixities
-  =    -- Do the ordinary instance declarations
-    mapBagNF_Tc (tcInstDecl1 mod_name) inst_decls
-                       `thenNF_Tc` \ inst_info_bags ->
+tcInstDecls1 :: PersistentCompilerState
+            -> HomeSymbolTable         -- Contains instances
+            -> TcEnv                   -- Contains IdInfo for dfun ids
+            -> (Name -> Maybe Fixity)  -- for deriving Show and Read
+            -> Module                  -- Module for deriving
+            -> [TyCon]
+            -> [RenamedHsDecl]
+            -> TcM (PersistentCompilerState, InstEnv, [InstInfo], RenamedHsBinds)
+
+tcInstDecls1 pcs hst unf_env get_fixity mod local_tycons decls
+  = let
+       inst_decls = [inst_decl | InstD inst_decl <- decls]
+       clas_decls = [clas_decl | TyClD clas_decl <- decls, isClassDecl clas_decl]
+    in
+       -- (1) Do the ordinary instance declarations
+    mapNF_Tc (tcInstDecl1 mod unf_env) inst_decls      `thenNF_Tc` \ inst_infos ->
+
+       -- (2) Instances from generic class declarations
+    getGenericInstances mod clas_decls         `thenTc` \ generic_inst_info -> 
+
+       -- Next, construct the instance environment so far, consisting of
+       --      a) cached non-home-package InstEnv (gotten from pcs)    pcs_insts pcs
+       --      b) imported instance decls (not in the home package)    inst_env1
+       --      c) other modules in this package (gotten from hst)      inst_env2
+       --      d) local instance decls                                 inst_env3
+       --      e) generic instances                                    inst_env4
+       -- The result of (b) replaces the cached InstEnv in the PCS
+    let
+       (local_inst_info, imported_inst_info)
+          = partition isLocalInst (concat inst_infos)
+
+       imported_dfuns   = map (tcAddImportedIdInfo unf_env . iDFunId) 
+                              imported_inst_info
+       hst_dfuns        = foldModuleEnv ((++) . md_insts) [] hst
+    in
+    addInstDFuns (pcs_insts pcs) imported_dfuns        `thenNF_Tc` \ inst_env1 ->
+    addInstDFuns inst_env1 hst_dfuns           `thenNF_Tc` \ inst_env2 ->
+    addInstInfos inst_env2 local_inst_info     `thenNF_Tc` \ inst_env3 ->
+    addInstInfos inst_env3 generic_inst_info   `thenNF_Tc` \ inst_env4 ->
+
+       -- (3) Compute instances from "deriving" clauses; 
+       --     note that we only do derivings for things in this module; 
+       --     we ignore deriving decls from interfaces!
+       -- This stuff computes a context for the derived instance decl, so it
+       -- needs to know about all the instances possible; hecne inst_env4
+    tcDeriving (pcs_PRS pcs) mod inst_env4 get_fixity local_tycons
+                                       `thenTc` \ (deriv_inst_info, deriv_binds) ->
+    addInstInfos inst_env4 deriv_inst_info                     
+                                       `thenNF_Tc` \ final_inst_env ->
+
+    returnTc (pcs { pcs_insts = inst_env1 }, 
+             final_inst_env, 
+             generic_inst_info ++ deriv_inst_info ++ local_inst_info,
+             deriv_binds)
+
+addInstInfos :: InstEnv -> [InstInfo] -> NF_TcM InstEnv
+addInstInfos inst_env infos = addInstDFuns inst_env (map iDFunId infos)
+
+addInstDFuns :: InstEnv -> [DFunId] -> NF_TcM InstEnv
+addInstDFuns dfuns infos
+  = getDOptsTc                         `thenTc` \ dflags ->
+    extendInstEnv dflags dfuns infos   `bind`   \ (inst_env', errs) ->
+    addErrsTc errs                     `thenNF_Tc_` 
+    returnTc inst_env'
+  where
+    bind x f = f x
+
+\end{code} 
+
+\begin{code}
+tcInstDecl1 :: Module -> TcEnv -> RenamedInstDecl -> NF_TcM [InstInfo]
+-- Deal with a single instance declaration
+tcInstDecl1 mod unf_env (InstDecl poly_ty binds uprags maybe_dfun_name src_loc)
+  =    -- Prime error recovery, set source location
+    recoverNF_Tc (returnNF_Tc [])      $
+    tcAddSrcLoc src_loc                        $
+
+       -- Type-check all the stuff before the "where"
+    tcHsSigType poly_ty                        `thenTc` \ poly_ty' ->
     let
-       decl_inst_info = concatBag inst_info_bags
+       (tyvars, theta, clas, inst_tys) = splitDFunTy poly_ty'
     in
-       -- Handle "derived" instances; note that we only do derivings
-       -- for things in this module; we ignore deriving decls from
-       -- interfaces! We pass fixities, because they may be used
-       -- in deriving Read and Show.
-    tcDeriving mod_name rn_env decl_inst_info fixities
-                       `thenTc` \ (deriv_inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
 
+    (case maybe_dfun_name of
+       Nothing ->      -- A source-file instance declaration
+
+               -- Check for respectable instance type, and context
+               -- but only do this for non-imported instance decls.
+               -- Imported ones should have been checked already, and may indeed
+               -- contain something illegal in normal Haskell, notably
+               --      instance CCallable [Char] 
+           scrutiniseInstanceHead clas inst_tys                `thenNF_Tc_`
+           mapNF_Tc scrutiniseInstanceConstraint theta         `thenNF_Tc_`
+
+               -- Make the dfun id and return it
+           newDFunName mod clas inst_tys src_loc               `thenNF_Tc` \ dfun_name ->
+           returnNF_Tc (True, mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys theta)
+
+       Just dfun_name ->       -- An interface-file instance declaration
+               -- Make the dfun id
+           returnNF_Tc (False, mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys theta)
+    )                                          `thenNF_Tc` \ (is_local, dfun_id) ->
+
+    returnTc [InstInfo { iLocal = is_local,
+                        iClass = clas, iTyVars = tyvars, iTys = inst_tys,
+                        iTheta = theta, iDFunId = dfun_id, 
+                        iBinds = binds, iLoc = src_loc, iPrags = uprags }]
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Extracting generic instance declaration from class declarations}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@getGenericInstances@ extracts the generic instance declarations from a class
+declaration.  For exmaple
+
+       class C a where
+         op :: a -> a
+       
+         op{ x+y } (Inl v)   = ...
+         op{ x+y } (Inr v)   = ...
+         op{ x*y } (v :*: w) = ...
+         op{ 1   } Unit      = ...
+
+gives rise to the instance declarations
+
+       instance C (x+y) where
+         op (Inl v)   = ...
+         op (Inr v)   = ...
+       
+       instance C (x*y) where
+         op (v :*: w) = ...
+
+       instance C 1 where
+         op Unit      = ...
+
+
+\begin{code}
+getGenericInstances :: Module -> [RenamedTyClDecl] -> TcM [InstInfo] 
+getGenericInstances mod class_decls
+  = mapTc (get_generics mod) class_decls               `thenTc` \ gen_inst_infos ->
     let
-       inst_info = deriv_inst_info `unionBags` decl_inst_info
+       gen_inst_info = concat gen_inst_infos
     in
-{- LATER
-       -- Handle specialise instance pragmas
-    tcSpecInstSigs inst_info specinst_sigs
-                       `thenTc` \ spec_inst_info ->
--}
+    getDOptsTc                                         `thenTc`  \ dflags ->
+    ioToTc (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Generic instances" 
+                     (vcat (map pprInstInfo gen_inst_info)))   
+                                                       `thenNF_Tc_`
+    returnTc gen_inst_info
+
+get_generics mod decl@(ClassDecl context class_name tyvar_names 
+                                fundeps class_sigs def_methods
+                                name_list loc)
+  | null groups                
+  = returnTc [] -- The comon case: 
+               --      no generic default methods, or
+               --      its an imported class decl (=> has no methods at all)
+
+  | otherwise  -- A local class decl with generic default methods
+  = recoverNF_Tc (returnNF_Tc [])                              $
+    tcAddDeclCtxt decl                                         $
+    tcLookupClass class_name                                   `thenTc` \ clas ->
+
+       -- Make an InstInfo out of each group
+    mapTc (mkGenericInstance mod clas loc) groups              `thenTc` \ inst_infos ->
+
+       -- Check that there is only one InstInfo for each type constructor
+       -- The main way this can fail is if you write
+       --      f {| a+b |} ... = ...
+       --      f {| x+y |} ... = ...
+       -- Then at this point we'll have an InstInfo for each
     let
-       spec_inst_info = emptyBag       -- For now
+       bad_groups = [group | group <- equivClassesByUniq get_uniq inst_infos,
+                             length group > 1]
+       get_uniq inst = getUnique (simpleInstInfoTyCon inst)
+    in
+    mapTc (addErrTc . dupGenericInsts) bad_groups      `thenTc_`
 
-       full_inst_info = inst_info `unionBags` spec_inst_info
+       -- Check that there is an InstInfo for each generic type constructor
+    let
+       missing = genericTyCons `minusList` map simpleInstInfoTyCon inst_infos
     in
-    returnTc (full_inst_info, deriv_binds, ddump_deriv)
+    checkTc (null missing) (missingGenericInstances missing)   `thenTc_`
 
+    returnTc inst_infos
 
-tcInstDecl1 :: FAST_STRING -> RenamedInstDecl -> NF_TcM s (Bag InstInfo)
+  where
+       -- Group the declarations by type pattern
+       groups :: [(RenamedHsType, RenamedMonoBinds)]
+       groups = assocElts (getGenericBinds def_methods)
 
-tcInstDecl1 mod_name
-           (InstDecl class_name
-                     poly_ty@(HsForAllTy tyvar_names context inst_ty)
-                     binds
-                     from_here inst_mod uprags pragmas src_loc)
-  =    -- Prime error recovery, set source location
-    recoverNF_Tc (returnNF_Tc emptyBag)        $
-    tcAddSrcLoc src_loc                        $
 
-       -- Look things up
-    tcLookupClass class_name           `thenNF_Tc` \ (clas_kind, clas) ->
+---------------------------------
+getGenericBinds :: RenamedMonoBinds -> Assoc RenamedHsType RenamedMonoBinds
+  -- Takes a group of method bindings, finds the generic ones, and returns
+  -- them in finite map indexed by the type parameter in the definition.
+
+getGenericBinds EmptyMonoBinds    = emptyAssoc
+getGenericBinds (AndMonoBinds m1 m2) 
+  = plusAssoc_C AndMonoBinds (getGenericBinds m1) (getGenericBinds m2)
+
+getGenericBinds (FunMonoBind id infixop matches loc)
+  = mapAssoc wrap (foldr add emptyAssoc matches)
+  where
+    add match env = case maybeGenericMatch match of
+                     Nothing           -> env
+                     Just (ty, match') -> extendAssoc_C (++) env (ty, [match'])
+
+    wrap ms = FunMonoBind id infixop ms loc
+
+---------------------------------
+mkGenericInstance :: Module -> Class -> SrcLoc
+                 -> (RenamedHsType, RenamedMonoBinds)
+                 -> TcM InstInfo
+
+mkGenericInstance mod clas loc (hs_ty, binds)
+  -- Make a generic instance declaration
+  -- For example:      instance (C a, C b) => C (a+b) where { binds }
+
+  =    -- Extract the universally quantified type variables
+    tcTyVars (nameSetToList (extractHsTyVars hs_ty)) 
+            (kcHsSigType hs_ty)                `thenTc` \ tyvars ->
+    tcExtendTyVarEnv tyvars                                    $
+
+       -- Type-check the instance type, and check its form
+    tcHsSigType hs_ty                          `thenTc` \ inst_ty ->
+    checkTc (validGenericInstanceType inst_ty)
+           (badGenericInstanceType binds)      `thenTc_`
 
+       -- Make the dictionary function.
+    newDFunName mod clas [inst_ty] loc         `thenNF_Tc` \ dfun_name ->
     let
-       de_rn (RnName n) = n
+       inst_theta = [mkClassPred clas [mkTyVarTy tv] | tv <- tyvars]
+       inst_tys   = [inst_ty]
+       dfun_id    = mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys inst_theta
     in
-       -- Typecheck the context and instance type
-    tcTyVarScope (map de_rn tyvar_names) (\ tyvars ->
-       tcContext context               `thenTc` \ theta ->
-       tcMonoTypeKind inst_ty          `thenTc` \ (tau_kind, tau) ->
-       unifyKind clas_kind tau_kind    `thenTc_`
-       returnTc (tyvars, theta, tau)
-    )                                  `thenTc` \ (inst_tyvars, inst_theta, inst_tau) ->
-
-       -- Check for respectable instance type
-    scrutiniseInstanceType from_here clas inst_tau
-                                       `thenTc` \ (inst_tycon,arg_tys) ->
-
-       -- Deal with the case where we are deriving
-       -- and importing the same instance
-    if (not from_here && (clas `derivedFor` inst_tycon)
-                     && all isTyVarTy arg_tys)
-    then
-       if not opt_CompilingPrelude && maybeToBool inst_mod &&
-          mod_name == expectJust "inst_mod" inst_mod
-       then
-               -- Imported instance came from this module;
-               -- discard and derive fresh instance
-           returnTc emptyBag           
-       else
-               -- Imported instance declared in another module;
-               -- report duplicate instance error
-           failTc (derivingWhenInstanceImportedErr inst_mod clas inst_tycon)
-    else
-
-       -- Make the dfun id and constant-method ids
-    mkInstanceRelatedIds from_here inst_mod pragmas
-                        clas inst_tyvars inst_tau inst_theta uprags
-                                       `thenTc` \ (dfun_id, dfun_theta, const_meth_ids) ->
-
-    returnTc (unitBag (InstInfo clas inst_tyvars inst_tau inst_theta   
-                               dfun_theta dfun_id const_meth_ids
-                               binds from_here inst_mod src_loc uprags))
+
+    returnTc (InstInfo { iLocal = True,
+                        iClass = clas, iTyVars = tyvars, iTys = inst_tys, 
+                        iTheta = inst_theta, iDFunId = dfun_id, iBinds = binds,
+                        iLoc = loc, iPrags = [] })
 \end{code}
 
 
@@ -260,19 +421,20 @@ tcInstDecl1 mod_name
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcInstDecls2 :: Bag InstInfo
-            -> NF_TcM s (LIE s, TcHsBinds s)
+tcInstDecls2 :: [InstInfo]
+            -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds)
 
 tcInstDecls2 inst_decls
-  = foldBag combine tcInstDecl2 (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds)) inst_decls
+--  = foldBag combine tcInstDecl2 (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)) inst_decls
+  = foldr combine (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)) 
+          (map tcInstDecl2 inst_decls)
   where
     combine tc1 tc2 = tc1      `thenNF_Tc` \ (lie1, binds1) ->
                      tc2       `thenNF_Tc` \ (lie2, binds2) ->
                      returnNF_Tc (lie1 `plusLIE` lie2,
-                                  binds1 `ThenBinds` binds2)
+                                  binds1 `AndMonoBinds` binds2)
 \end{code}
 
-
 ======= New documentation starts here (Sept 92)         ==============
 
 The main purpose of @tcInstDecl2@ is to return a @HsBinds@ which defines
@@ -340,544 +502,178 @@ is the @dfun_theta@ below.
 First comes the easy case of a non-local instance decl.
 
 \begin{code}
-tcInstDecl2 :: InstInfo
-           -> NF_TcM s (LIE s, TcHsBinds s)
+tcInstDecl2 :: InstInfo -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds)
 
-tcInstDecl2 (InstInfo _ _ _ _ _ _ _ _ False{-import-} _ _ _)
-  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds)
+tcInstDecl2 (InstInfo { iClass = clas, iTyVars = inst_tyvars, iTys = inst_tys,
+                       iTheta = inst_decl_theta, iDFunId = dfun_id,
+                       iBinds = monobinds, iLoc = locn, iPrags = uprags })
+  | not (isLocallyDefined dfun_id)
+  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)
 
-tcInstDecl2 (InstInfo clas inst_tyvars inst_ty
-                     inst_decl_theta dfun_theta
-                     dfun_id const_meth_ids monobinds
-                     True{-here-} inst_mod locn uprags)
+  | otherwise
   =     -- Prime error recovery
-    recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyBinds))  $
-    tcAddSrcLoc locn                                   $
-
-       -- Get the class signature
-    tcInstSigTyVars inst_tyvars                `thenNF_Tc` \ (inst_tyvars', _, tenv) ->
-    let 
-        (class_tyvar,
-        super_classes, sc_sel_ids,
-        class_ops, op_sel_ids, defm_ids) = classBigSig clas
-    in
-    tcInstType tenv inst_ty            `thenNF_Tc` \ inst_ty' ->
-    tcInstTheta tenv dfun_theta                `thenNF_Tc` \ dfun_theta' ->
-    tcInstTheta tenv inst_decl_theta   `thenNF_Tc` \ inst_decl_theta' ->
+    recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds))  $
+    tcAddSrcLoc locn                                      $
+
+       -- Instantiate the instance decl with tc-style type variables
+    tcInstId dfun_id           `thenNF_Tc` \ (inst_tyvars', dfun_theta', dict_ty') ->
     let
-       sc_theta'        = super_classes `zip` (repeat inst_ty')
-       origin           = InstanceDeclOrigin
-       mk_method sel_id = newMethodId sel_id inst_ty' origin locn
-    in
-        -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
-    newDicts origin sc_theta'          `thenNF_Tc` \ (sc_dicts,        sc_dict_ids) ->
-    newDicts origin dfun_theta'                `thenNF_Tc` \ (dfun_arg_dicts,  dfun_arg_dicts_ids)  ->
-    newDicts origin inst_decl_theta'   `thenNF_Tc` \ (inst_decl_dicts, _) ->
-    newDicts origin [(clas,inst_ty')]  `thenNF_Tc` \ (this_dict,       [this_dict_id]) ->
+       (clas, inst_tys') = splitDictTy dict_ty'
+       origin            = InstanceDeclOrigin
+
+        (class_tyvars, sc_theta, _, op_items) = classBigSig clas
+
+       dm_ids    = [dm_id | (_, DefMeth dm_id) <- op_items]
+       sel_names = [idName sel_id | (sel_id, _) <- op_items]
 
-        -- Create method variables
-    mapAndUnzipNF_Tc mk_method op_sel_ids      `thenNF_Tc` \ (meth_insts_s, meth_ids) ->
+       -- Instantiate the theta found in the original instance decl
+       inst_decl_theta' = substTheta (mkTopTyVarSubst inst_tyvars (mkTyVarTys inst_tyvars'))
+                                     inst_decl_theta
+
+        -- Instantiate the super-class context with inst_tys
+       sc_theta' = substClasses (mkTopTyVarSubst class_tyvars inst_tys') sc_theta
+
+       -- Find any definitions in monobinds that aren't from the class
+       bad_bndrs = collectMonoBinders monobinds `minusList` sel_names
+    in
+        -- Check that all the method bindings come from this class
+    mapTc (addErrTc . badMethodErr clas) bad_bndrs             `thenNF_Tc_`
 
-        -- Collect available Insts
+        -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
+    newClassDicts origin sc_theta'             `thenNF_Tc` \ (sc_dicts,        sc_dict_ids) ->
+    newDicts origin dfun_theta'                        `thenNF_Tc` \ (dfun_arg_dicts,  dfun_arg_dicts_ids)  ->
+    newDicts origin inst_decl_theta'           `thenNF_Tc` \ (inst_decl_dicts, _) ->
+    newClassDicts origin [(clas,inst_tys')]    `thenNF_Tc` \ (this_dict,       [this_dict_id]) ->
+
+    tcExtendTyVarEnvForMeths inst_tyvars inst_tyvars' (
+       tcExtendGlobalValEnv dm_ids (
+               -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs 
+
+       mapAndUnzip3Tc (tcMethodBind clas origin inst_tyvars' inst_tys'
+                                    inst_decl_theta'
+                                    monobinds uprags True)
+                      op_items
+    ))                 `thenTc` \ (method_binds_s, insts_needed_s, meth_lies_w_ids) ->
+
+       -- Deal with SPECIALISE instance pragmas by making them
+       -- look like SPECIALISE pragmas for the dfun
     let
-       avail_insts      -- These insts are in scope; quite a few, eh?
-         = unionManyBags (this_dict : dfun_arg_dicts : meth_insts_s) 
-
-       mk_method_expr
-         = if opt_OmitDefaultInstanceMethods then
-               makeInstanceDeclNoDefaultExpr     origin meth_ids defm_ids inst_ty' clas inst_mod
-           else
-               makeInstanceDeclDefaultMethodExpr origin meth_ids defm_ids inst_ty' this_dict_id 
+       dfun_prags = [SpecSig (idName dfun_id) ty loc | SpecInstSig ty loc <- uprags]
     in
-    processInstBinds clas mk_method_expr inst_tyvars' avail_insts meth_ids monobinds
-                                               `thenTc` \ (insts_needed, method_mbinds) ->
+    tcExtendGlobalValEnv [dfun_id] (
+       tcSpecSigs dfun_prags
+    )                                  `thenTc` \ (prag_binds, prag_lie) ->
+
+       -- Check the overloading constraints of the methods and superclasses
+
+       -- tcMethodBind has checked that the class_tyvars havn't
+       -- been unified with each other or another type, but we must
+       -- still zonk them before passing them to tcSimplifyAndCheck
+    zonkTcSigTyVars inst_tyvars'       `thenNF_Tc` \ zonked_inst_tyvars ->
     let
-       -- Create the dict and method binds
-       dict_bind
-           = VarMonoBind this_dict_id (Dictionary sc_dict_ids meth_ids)
+        inst_tyvars_set = mkVarSet zonked_inst_tyvars
+
+       (meth_lies, meth_ids) = unzip meth_lies_w_ids
 
-       dict_and_method_binds
-           = dict_bind `AndMonoBinds` method_mbinds
+                -- These insts are in scope; quite a few, eh?
+       avail_insts = this_dict                 `plusLIE` 
+                     dfun_arg_dicts            `plusLIE`
+                     sc_dicts                  `plusLIE`
+                     unionManyBags meth_lies
 
-       inst_tyvars_set' = mkTyVarSet inst_tyvars'
+        methods_lie = plusLIEs insts_needed_s
     in
-       -- Check the overloading constraints of the methods and superclasses
-    tcAddErrCtxt (bindSigCtxt meth_ids) (
-       tcSimplifyAndCheck
-                inst_tyvars_set'                       -- Local tyvars
-                avail_insts
-                (sc_dicts `unionBags` insts_needed)    -- Need to get defns for all these
-    )                                   `thenTc` \ (const_lie, super_binds) ->
 
+       -- Ditto method bindings
+    tcAddErrCtxt methodCtxt (
+      tcSimplifyAndCheck
+                (ptext SLIT("instance declaration context"))
+                inst_tyvars_set                        -- Local tyvars
+                avail_insts
+                methods_lie
+    )                                           `thenTc` \ (const_lie1, lie_binds1) ->
+    
        -- Check that we *could* construct the superclass dictionaries,
        -- even though we are *actually* going to pass the superclass dicts in;
-       -- the check ensures that the caller will never have a problem building
-       -- them.
-    tcAddErrCtxt superClassSigCtxt (
-    tcSimplifyAndCheck
-                inst_tyvars_set'               -- Local tyvars
+       -- the check ensures that the caller will never have 
+       --a problem building them.
+    tcAddErrCtxt superClassCtxt (
+      tcSimplifyAndCheck
+                (ptext SLIT("instance declaration context"))
+                inst_tyvars_set                -- Local tyvars
                 inst_decl_dicts                -- The instance dictionaries available
                 sc_dicts                       -- The superclass dicationaries reqd
-    )                                  `thenTc_`
-                                               -- Ignore the result; we're only doing
+    )                                  `thenTc` \ _ -> 
+                                               -- Ignore the result; we're only doing
                                                -- this to make sure it can be done.
 
-       -- Now process any SPECIALIZE pragmas for the methods
-    let
-       spec_sigs = [ s | s@(SpecSig _ _ _ _) <- uprags ]
-    in
-    tcPragmaSigs spec_sigs             `thenTc` \ (_, spec_binds, spec_lie) ->
+       -- Now do the simplification again, this time to get the
+       -- bindings; this time we use an enhanced "avails"
+       -- Ignore errors because they come from the *previous* tcSimplify
+    discardErrsTc (
+       tcSimplifyAndCheck
+                (ptext SLIT("instance declaration context"))
+                inst_tyvars_set
+                dfun_arg_dicts         -- NB! Don't include this_dict here, else the sc_dicts
+                                       -- get bound by just selecting from this_dict!!
+                sc_dicts
+    )                                           `thenTc` \ (const_lie2, lie_binds2) ->
+       
+
+       -- Create the result bindings
     let
-       -- Complete the binding group, adding any spec_binds
-       inst_binds
+        dict_constr   = classDataCon clas
+       scs_and_meths = sc_dict_ids ++ meth_ids
+
+       dict_rhs
+         | null scs_and_meths
+         =     -- Blatant special case for CCallable, CReturnable
+               -- If the dictionary is empty then we should never
+               -- select anything from it, so we make its RHS just
+               -- emit an error message.  This in turn means that we don't
+               -- mention the constructor, which doesn't exist for CCallable, CReturnable
+               -- Hardly beautiful, but only three extra lines.
+           HsApp (TyApp (HsVar eRROR_ID) [(unUsgTy . idType) this_dict_id])
+                 (HsLit (HsString msg))
+
+         | otherwise   -- The common case
+         = mkHsConApp dict_constr inst_tys' (map HsVar (sc_dict_ids ++ meth_ids))
+               -- We don't produce a binding for the dict_constr; instead we
+               -- rely on the simplifier to unfold this saturated application
+               -- We do this rather than generate an HsCon directly, because
+               -- it means that the special cases (e.g. dictionary with only one
+               -- member) are dealt with by the common MkId.mkDataConWrapId code rather
+               -- than needing to be repeated here.
+
+         where
+           msg = _PK_ ("Compiler error: bad dictionary " ++ showSDoc (ppr clas))
+
+       dict_bind    = VarMonoBind this_dict_id dict_rhs
+       method_binds = andMonoBindList method_binds_s
+
+       main_bind
          = AbsBinds
-                inst_tyvars'
+                zonked_inst_tyvars
                 dfun_arg_dicts_ids
-                ((this_dict_id, RealId dfun_id) 
-                 : (meth_ids `zip` (map RealId const_meth_ids)))
-                       -- const_meth_ids will often be empty
-                super_binds
-                (RecBind dict_and_method_binds)
-
-           `ThenBinds`
-           spec_binds
-    in
-
-    returnTc (const_lie `plusLIE` spec_lie, inst_binds)
-\end{code}
-
-@mkMethodId@ manufactures an id for a local method.
-It's rather turgid stuff, because there are two cases:
-
-  (a) For methods with no local polymorphism, we can make an Inst of the 
-      class-op selector function and a corresp InstId; 
-      which is good because then other methods which call
-      this one will do so directly.
-
-  (b) For methods with local polymorphism, we can't do this.  For example,
-
-        class Foo a where
-               op :: (Num b) => a -> b -> a
-
-      Here the type of the class-op-selector is
-
-       forall a b. (Foo a, Num b) => a -> b -> a
-
-      The locally defined method at (say) type Float will have type
-
-       forall b. (Num b) => Float -> b -> Float
-
-      and the one is not an instance of the other.
-
-      So for these we just make a local (non-Inst) id with a suitable type.
-
-How disgusting.
-
-\begin{code}
-newMethodId sel_id inst_ty origin loc
-  = let (sel_tyvars,sel_theta,sel_tau) = splitSigmaTy (idType sel_id)
-       (_:meth_theta) = sel_theta      -- The local theta is all except the
-                                       -- first element of the context
-    in 
-       case sel_tyvars of
-       -- Ah! a selector for a class op with no local polymorphism
-       -- Build an Inst for this
-       [clas_tyvar] -> newMethod origin (RealId sel_id) [inst_ty]
-
-       -- Ho! a selector for a class op with local polymorphism.
-       -- Just make a suitably typed local id for this
-       (clas_tyvar:local_tyvars) -> 
-               tcInstType [(clas_tyvar,inst_ty)]
-                          (mkSigmaTy local_tyvars meth_theta sel_tau)
-                                                               `thenNF_Tc` \ method_ty ->
-               newLocalId (getLocalName sel_id) method_ty      `thenNF_Tc` \ meth_id ->
-               returnNF_Tc (emptyLIE, meth_id)
-\end{code}
-
-The next function makes a default method which calls the global default method, at
-the appropriate instance type.
-
-See the notes under default decls in TcClassDcl.lhs.
-
-\begin{code}
-makeInstanceDeclDefaultMethodExpr
-       :: InstOrigin s
-       -> [TcIdOcc s]
-       -> [Id]
-       -> TcType s
-       -> TcIdOcc s
-       -> Int
-       -> NF_TcM s (TcExpr s)
-
-makeInstanceDeclDefaultMethodExpr origin meth_ids defm_ids inst_ty this_dict tag
-  = newDicts origin op_theta           `thenNF_Tc` \ (op_lie,op_dicts) ->
-
-       -- def_op_id = /\ op_tyvars -> \ op_dicts ->
-       --                defm_id inst_ty op_tyvars this_dict op_dicts
-    returnNF_Tc (
-      mkHsTyLam op_tyvars (
-      mkHsDictLam op_dicts (
-      mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId defm_id))
-                            (inst_ty :  mkTyVarTys op_tyvars))
-                 (this_dict : op_dicts)
-      )))
- where
-    idx            = tag - 1
-    meth_id = meth_ids !! idx
-    defm_id = defm_ids  !! idx
-    (op_tyvars, op_theta, op_tau) = splitSigmaTy (tcIdType meth_id)
-
-makeInstanceDeclNoDefaultExpr
-       :: InstOrigin s
-       -> [TcIdOcc s]
-       -> [Id]
-       -> TcType s
-       -> Class
-       -> Maybe Module
-       -> Int
-       -> NF_TcM s (TcExpr s)
-
-makeInstanceDeclNoDefaultExpr origin meth_ids defm_ids inst_ty clas inst_mod tag
-  = newDicts origin op_theta           `thenNF_Tc` \ (op_lie, op_dicts) ->
-
-       -- Produce a warning if the default instance method
-       -- has been omitted when one exists in the class
-    warnTc (not err_defm_ok)
-          (omitDefaultMethodWarn clas_op clas_name inst_ty)
-                                       `thenNF_Tc_`
-    returnNF_Tc (mkHsTyLam op_tyvars (
-                mkHsDictLam op_dicts (
-                HsApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId nO_EXPLICIT_METHOD_ERROR_ID)) [op_tau])
-                    (HsLitOut (HsString (_PK_ error_msg)) stringTy))))
-  where
-    idx            = tag - 1
-    meth_id = meth_ids  !! idx
-    clas_op = (classOps clas) !! idx
-    defm_id = defm_ids  !! idx
-    (op_tyvars,op_theta,op_tau) = splitSigmaTy (tcIdType meth_id)
-
-    Just (_, _, err_defm_ok) = isDefaultMethodId_maybe defm_id
-
-    mod_str = case inst_mod of { Nothing -> pRELUDE; Just m -> m }
-
-    error_msg = _UNPK_ mod_str ++ "." ++ _UNPK_ clas_name ++ "."
-               ++ (ppShow 80 (ppr PprForUser inst_ty)) ++ "."
-               ++ (ppShow 80 (ppr PprForUser clas_op)) ++ "\""
-
-    clas_name = nameOf (origName clas)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Processing each method}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@processInstBinds@ returns a @MonoBinds@ which binds
-all the method ids (which are passed in).  It is used
-       - both for instance decls,
-       - and to compile the default-method declarations in a class decl.
-
-Any method ids which don't have a binding have a suitable default
-binding created for them. The actual right-hand side used is
-created using a function which is passed in, because the right thing to
-do differs between instance and class decls.
-
-\begin{code}
-processInstBinds
-       :: Class
-       -> (Int -> NF_TcM s (TcExpr s))    -- Function to make default method
-       -> [TcTyVar s]                     -- Tyvars for this instance decl
-       -> LIE s                           -- available Insts
-       -> [TcIdOcc s]                     -- Local method ids in tag order
-                                          --   (instance tyvars are free in their types)
-       -> RenamedMonoBinds
-       -> TcM s (LIE s,                   -- These are required
-                 TcMonoBinds s)
-
-processInstBinds clas mk_default_method_rhs inst_tyvars avail_insts method_ids monobinds
-  =
-        -- Process the explicitly-given method bindings
-    processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids monobinds
-                       `thenTc` \ (tags, insts_needed_in_methods, method_binds) ->
-
-        -- Find the methods not handled, and make default method bindings for them.
-    let
-       unmentioned_tags = [1.. length method_ids] `minusList` tags
-    in
-    mapNF_Tc mk_default_method unmentioned_tags
-                       `thenNF_Tc` \ default_bind_list ->
-
-    returnTc (insts_needed_in_methods,
-             foldr AndMonoBinds method_binds default_bind_list)
-  where
-       -- From a tag construct us the passed-in function to construct
-       -- the binding for the default method
-    mk_default_method tag = mk_default_method_rhs tag  `thenNF_Tc` \ rhs ->
-                           returnNF_Tc (VarMonoBind (method_ids !! (tag-1)) rhs)
-\end{code}
-
-\begin{code}
-processInstBinds1
-       :: Class
-       -> [TcTyVar s]          -- Tyvars for this instance decl
-       -> LIE s                -- available Insts
-       -> [TcIdOcc s]          -- Local method ids in tag order (instance tyvars are free),
-       -> RenamedMonoBinds
-       -> TcM s ([Int],        -- Class-op tags accounted for
-                 LIE s,        -- These are required
-                 TcMonoBinds s)
-
-processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids EmptyMonoBinds
-  = returnTc ([], emptyLIE, EmptyMonoBinds)
-
-processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids (AndMonoBinds mb1 mb2)
-  = processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids mb1
-                                `thenTc`       \ (op_tags1,dicts1,method_binds1) ->
-    processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids mb2
-                                `thenTc`       \ (op_tags2,dicts2,method_binds2) ->
-    returnTc (op_tags1 ++ op_tags2,
-             dicts1 `unionBags` dicts2,
-             AndMonoBinds method_binds1 method_binds2)
-\end{code}
-
-\begin{code}
-processInstBinds1 clas inst_tyvars avail_insts method_ids mbind
-  =
-    -- Find what class op is being defined here.  The complication is
-    -- that we could have a PatMonoBind or a FunMonoBind.  If the
-    -- former, it should only bind a single variable, or else we're in
-    -- trouble (I'm not sure what the static semantics of methods
-    -- defined in a pattern binding with multiple patterns is!)
-    -- Renamer has reduced us to these two cases.
-    let
-       (op,locn) = case mbind of
-                     FunMonoBind op _ _ locn          -> (op, locn)
-                     PatMonoBind (VarPatIn op) _ locn -> (op, locn)
-
-        occ    = getLocalName op
-       origin = InstanceDeclOrigin
+                [(inst_tyvars', dfun_id, this_dict_id)] 
+                emptyNameSet           -- No inlines (yet)
+                (lie_binds1    `AndMonoBinds` 
+                 lie_binds2    `AndMonoBinds`
+                 method_binds  `AndMonoBinds`
+                 dict_bind)
     in
-    tcAddSrcLoc locn                    $
-
-    -- Make a method id for the method
-    let
-       tag       = classOpTagByString clas occ
-       method_id = method_ids !! (tag-1)
-
-       method_ty = tcIdType method_id
-       (method_tyvars, method_theta, method_tau) = splitSigmaTy method_ty
-    in
-    newDicts origin method_theta               `thenNF_Tc` \ (method_dicts,method_dict_ids) ->
-
-    case (method_tyvars, method_dict_ids) of
-
-      ([],[]) -> -- The simple case; no local polymorphism or overloading in the method
-
-               -- Type check the method itself
-       tcMethodBind method_id method_tau mbind `thenTc` \ (mbind', lieIop) ->
-       returnTc ([tag], lieIop, mbind')
-
-      other -> -- It's a locally-polymorphic and/or overloaded method; UGH!
-
-               -- Make a new id for (a) the local, non-overloaded method
-               -- and               (b) the locally-overloaded method
-               -- The latter is needed just so we can return an AbsBinds wrapped
-               -- up inside a MonoBinds.
-
-       newLocalId occ method_tau               `thenNF_Tc` \ local_id ->
-       newLocalId occ method_ty                `thenNF_Tc` \ copy_id ->
-       let
-           inst_method_tyvars = inst_tyvars ++ method_tyvars
-       in
-               -- Typecheck the method
-       tcMethodBind local_id method_tau mbind `thenTc` \ (mbind', lieIop) ->
-
-               -- Check the overloading part of the signature.
-               -- Simplify everything fully, even though some
-               -- constraints could "really" be left to the next
-               -- level out. The case which forces this is
-               --
-               --      class Foo a where { op :: Bar a => a -> a }
-               --
-               -- Here we must simplify constraints on "a" to catch all
-               -- the Bar-ish things.
-       tcAddErrCtxt (methodSigCtxt op method_ty) (
-         tcSimplifyAndCheck
-               (mkTyVarSet inst_method_tyvars)
-               (method_dicts `plusLIE` avail_insts)
-               lieIop
-       )                                        `thenTc` \ (f_dicts, dict_binds) ->
-
-       returnTc ([tag],
-                 f_dicts,
-                 VarMonoBind method_id
-                        (HsLet
-                            (AbsBinds
-                               method_tyvars
-                               method_dict_ids
-                               [(local_id, copy_id)]
-                               dict_binds
-                               (NonRecBind mbind'))
-                            (HsVar copy_id)))
-\end{code}
-
-\begin{code}
-tcMethodBind :: TcIdOcc s -> TcType s -> RenamedMonoBinds
-            -> TcM s (TcMonoBinds s, LIE s)
-
-tcMethodBind meth_id meth_ty (FunMonoBind name inf matches locn)
-  = tcMatchesFun name meth_ty matches `thenTc` \ (rhs', lie) ->
-    returnTc (FunMonoBind meth_id inf rhs' locn, lie)
-
-tcMethodBind meth_id meth_ty pbind@(PatMonoBind pat grhss_and_binds locn)
-  -- pat is sure to be a (VarPatIn op)
-  = tcAddErrCtxt (patMonoBindsCtxt pbind) $
-    tcGRHSsAndBinds grhss_and_binds    `thenTc` \ (grhss_and_binds', lie, rhs_ty) ->
-    unifyTauTy meth_ty rhs_ty          `thenTc_`
-    returnTc (PatMonoBind (VarPat meth_id) grhss_and_binds' locn, lie)
+    returnTc (const_lie1 `plusLIE` const_lie2 `plusLIE` prag_lie,
+             main_bind `AndMonoBinds` prag_binds)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Type-checking specialise instance pragmas}
+\subsection{Checking for a decent instance type}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-\begin{code}
-{- LATER
-tcSpecInstSigs :: E -> CE -> TCE
-              -> Bag InstInfo          -- inst decls seen (declared and derived)
-              -> [RenamedSpecInstSig]  -- specialise instance upragmas
-              -> TcM (Bag InstInfo)    -- new, overlapped, inst decls
-
-tcSpecInstSigs e ce tce inst_infos []
-  = returnTc emptyBag
-
-tcSpecInstSigs e ce tce inst_infos sigs
-  = buildInstanceEnvs inst_infos       `thenTc`    \ inst_mapper ->
-    tc_inst_spec_sigs inst_mapper sigs `thenNF_Tc` \ spec_inst_infos ->
-    returnTc spec_inst_infos
-  where
-    tc_inst_spec_sigs inst_mapper []
-      = returnNF_Tc emptyBag
-    tc_inst_spec_sigs inst_mapper (sig:sigs)
-      = tcSpecInstSig e ce tce inst_infos inst_mapper sig      `thenNF_Tc` \ info_sig ->
-       tc_inst_spec_sigs inst_mapper sigs                      `thenNF_Tc` \ info_sigs ->
-       returnNF_Tc (info_sig `unionBags` info_sigs)
-
-tcSpecInstSig :: E -> CE -> TCE
-             -> Bag InstInfo
-             -> InstanceMapper
-             -> RenamedSpecInstSig
-             -> NF_TcM (Bag InstInfo)
-
-tcSpecInstSig e ce tce inst_infos inst_mapper (SpecInstSig class_name ty src_loc)
-  = recoverTc emptyBag                 (
-    tcAddSrcLoc src_loc                        (
-    let
-       clas = lookupCE ce class_name -- Renamer ensures this can't fail
-
-       -- Make some new type variables, named as in the specialised instance type
-       ty_names                          = extractMonoTyNames ???is_tyvarish_name??? ty
-       (tmpl_e,inst_tmpls,inst_tmpl_tys) = mkTVE ty_names
-    in
-    babyTcMtoTcM (tcInstanceType ce tce tmpl_e True src_loc ty)
-                               `thenTc` \ inst_ty ->
-    let
-       maybe_tycon = case maybeAppDataTyCon inst_ty of
-                        Just (tc,_,_) -> Just tc
-                        Nothing       -> Nothing
-
-       maybe_unspec_inst = lookup_unspec_inst clas maybe_tycon inst_infos
-    in
-       -- Check that we have a local instance declaration to specialise
-    checkMaybeTc maybe_unspec_inst
-           (specInstUnspecInstNotFoundErr clas inst_ty src_loc)  `thenTc_`
-
-       -- Create tvs to substitute for tmpls while simplifying the context
-    copyTyVars inst_tmpls      `thenNF_Tc` \ (tv_e, inst_tvs, inst_tv_tys) ->
-    let
-       Just (InstInfo _ unspec_tyvars unspec_inst_ty unspec_theta
-                      _ _ _ binds True{-from here-} mod _ uprag) = maybe_unspec_inst
-
-       subst = case matchTy unspec_inst_ty inst_ty of
-                    Just subst -> subst
-                    Nothing    -> panic "tcSpecInstSig:matchTy"
-
-       subst_theta    = instantiateThetaTy subst unspec_theta
-       subst_tv_theta = instantiateThetaTy tv_e subst_theta
-
-       mk_spec_origin clas ty
-         = InstanceSpecOrigin inst_mapper clas ty src_loc
-    in
-    tcSimplifyThetas mk_spec_origin subst_tv_theta
-                               `thenTc` \ simpl_tv_theta ->
-    let
-       simpl_theta = [ (clas, tv_to_tmpl tv) | (clas, tv) <- simpl_tv_theta ]
-
-       tv_tmpl_map = inst_tv_tys `zipEqual` inst_tmpl_tys
-       tv_to_tmpl tv = assoc "tcSpecInstSig" tv_tmpl_map tv
-    in
-    mkInstanceRelatedIds e True{-from here-} mod NoInstancePragmas src_loc
-                        clas inst_tmpls inst_ty simpl_theta uprag
-                               `thenTc` \ (dfun_id, dfun_theta, const_meth_ids) ->
-
-    getSwitchCheckerTc         `thenNF_Tc` \ sw_chkr ->
-    (if sw_chkr SpecialiseTrace then
-       pprTrace "Specialised Instance: "
-       (ppAboves [ppCat [if null simpl_theta then ppNil else ppr PprDebug simpl_theta,
-                         if null simpl_theta then ppNil else ppStr "=>",
-                         ppr PprDebug clas,
-                         pprParendGenType PprDebug inst_ty],
-                  ppCat [ppStr "        derived from:",
-                         if null unspec_theta then ppNil else ppr PprDebug unspec_theta,
-                         if null unspec_theta then ppNil else ppStr "=>",
-                         ppr PprDebug clas,
-                         pprParendGenType PprDebug unspec_inst_ty]])
-    else id) (
-
-    returnTc (unitBag (InstInfo clas inst_tmpls inst_ty simpl_theta
-                               dfun_theta dfun_id const_meth_ids
-                               binds True{-from here-} mod src_loc uprag))
-    )))
-
-
-lookup_unspec_inst clas maybe_tycon inst_infos
-  = case filter (match_info match_inst_ty) (bagToList inst_infos) of
-       []       -> Nothing
-       (info:_) -> Just info
-  where
-    match_info match_ty (InstInfo inst_clas _ inst_ty _ _ _ _ _ from_here _ _ _)
-      = from_here && clas == inst_clas &&
-       match_ty inst_ty && is_plain_instance inst_ty
-
-    match_inst_ty = case maybe_tycon of
-                     Just tycon -> match_tycon tycon
-                     Nothing    -> match_fun
-
-    match_tycon tycon inst_ty = case (maybeAppDataTyCon inst_ty) of
-         Just (inst_tc,_,_) -> tycon == inst_tc
-         Nothing            -> False
-
-    match_fun inst_ty = isFunType inst_ty
-
-
-is_plain_instance inst_ty
-  = case (maybeAppDataTyCon inst_ty) of
-      Just (_,tys,_) -> all isTyVarTemplateTy tys
-      Nothing       -> case maybeUnpackFunTy inst_ty of
-                         Just (arg, res) -> isTyVarTemplateTy arg && isTyVarTemplateTy res
-                         Nothing         -> error "TcInstDecls:is_plain_instance"
--}
-\end{code}
-
-
-Checking for a decent instance type
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-@scrutiniseInstanceType@ checks the type {\em and} its syntactic constraints:
+@scrutiniseInstanceHead@ checks the type {\em and} its syntactic constraints:
 it must normally look like: @instance Foo (Tycon a b c ...) ...@
 
 The exceptions to this syntactic checking: (1)~if the @GlasgowExts@
@@ -887,94 +683,144 @@ compiled elsewhere). In these cases, we let them go through anyway.
 We can also have instances for functions: @instance Foo (a -> b) ...@.
 
 \begin{code}
-scrutiniseInstanceType from_here clas inst_tau
-       -- TYCON CHECK
-  | not (maybeToBool inst_tycon_maybe)
-  = failTc (instTypeErr inst_tau)
-
-       -- IMPORTED INSTANCES ARE OK (but see tcInstDecl1)
-  | from_here
-  = returnTc (inst_tycon,arg_tys)
-
-       -- TYVARS CHECK
-  | not (all isTyVarTy arg_tys ||
-         not from_here        ||
-        opt_GlasgowExts)
-  = failTc (instTypeErr inst_tau)
+scrutiniseInstanceConstraint pred
+  = getDOptsTc `thenTc` \ dflags -> case () of
+    () 
+     |  dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags
+     -> returnNF_Tc ()
+
+     |  Just (clas,tys) <- getClassTys_maybe pred,
+        all isTyVarTy tys
+     -> returnNF_Tc ()
+
+     |  otherwise
+     -> addErrTc (instConstraintErr pred)
+
+scrutiniseInstanceHead clas inst_taus
+  = getDOptsTc `thenTc` \ dflags -> case () of
+    () 
+     | -- CCALL CHECK
+       -- A user declaration of a CCallable/CReturnable instance
+       -- must be for a "boxed primitive" type.
+        (clas `hasKey` cCallableClassKey   
+            && not (ccallable_type dflags first_inst_tau)) 
+        ||
+        (clas `hasKey` cReturnableClassKey 
+            && not (creturnable_type first_inst_tau))
+     -> addErrTc (nonBoxedPrimCCallErr clas first_inst_tau)
 
        -- DERIVING CHECK
        -- It is obviously illegal to have an explicit instance
        -- for something that we are also planning to `derive'
-       -- Though we can have an explicit instance which is more
-       -- specific than the derived instance
-  | clas `derivedFor` inst_tycon
-    && all isTyVarTy arg_tys
-  = failTc (derivingWhenInstanceExistsErr clas inst_tycon)
-
-  |    -- CCALL CHECK
-       -- A user declaration of a CCallable/CReturnable instance
-       -- must be for a "boxed primitive" type.
-    isCcallishClass clas
-    && not opt_CompilingPrelude                -- which allows anything
-    && maybeToBool (maybeBoxedPrimType inst_tau)
-  = failTc (nonBoxedPrimCCallErr clas inst_tau)
-
-  | otherwise
-  = returnTc (inst_tycon,arg_tys)
+     |  maybeToBool alg_tycon_app_maybe && clas `elem` (tyConDerivings alg_tycon)
+     -> addErrTc (derivingWhenInstanceExistsErr clas first_inst_tau)
+          -- Kind check will have ensured inst_taus is of length 1
+
+       -- Allow anything for AllowUndecidableInstances
+     |  dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags
+     -> returnNF_Tc ()
+
+       -- If GlasgowExts then check at least one isn't a type variable
+     |  dopt Opt_GlasgowExts dflags
+     -> if   all isTyVarTy inst_taus
+        then addErrTc (instTypeErr clas inst_taus 
+             (text "There must be at least one non-type-variable in the instance head"))
+        else returnNF_Tc ()
+
+       -- WITH HASKELL 1.4, MUST HAVE C (T a b c)
+     |  not (length inst_taus == 1 &&
+             maybeToBool maybe_tycon_app &&    -- Yes, there's a type constuctor
+             not (isSynTyCon tycon) &&         -- ...but not a synonym
+             all isTyVarTy arg_tys &&          -- Applied to type variables
+            length (varSetElems (tyVarsOfTypes arg_tys)) == length arg_tys
+             -- This last condition checks that all the type variables are distinct
+            )
+     ->  addErrTc (instTypeErr clas inst_taus
+                    (text "the instance type must be of form (T a b c)" $$
+                     text "where T is not a synonym, and a,b,c are distinct type variables")
+         )
+
+     |  otherwise
+     -> returnNF_Tc ()
 
   where
-    (possible_tycon, arg_tys) = splitAppTy inst_tau
-    inst_tycon_maybe         = getTyCon_maybe possible_tycon
-    inst_tycon                       = expectJust "tcInstDecls1:inst_tycon" inst_tycon_maybe
+    (first_inst_tau : _)       = inst_taus
+
+       -- Stuff for algebraic or -> type
+    maybe_tycon_app      = splitTyConApp_maybe first_inst_tau
+    Just (tycon, arg_tys) = maybe_tycon_app
+
+       -- Stuff for an *algebraic* data type
+    alg_tycon_app_maybe           = splitAlgTyConApp_maybe first_inst_tau
+                               -- The "Alg" part looks through synonyms
+    Just (alg_tycon, _, _) = alg_tycon_app_maybe
+    ccallable_type   dflags ty = isFFIArgumentTy dflags False {- Not safe call -} ty
+    creturnable_type        ty = isFFIResultTy ty
 \end{code}
 
-\begin{code}
-
-instTypeErr ty sty
-  = case ty of
-      SynTy tc _ _ -> ppBesides [ppStr "The type synonym `", ppr sty tc, rest_of_msg]
-      TyVarTy tv   -> ppBesides [ppStr "The type variable `", ppr sty tv, rest_of_msg]
-      other       -> ppBesides [ppStr "The type `", ppr sty ty, rest_of_msg]
-  where
-    rest_of_msg = ppStr "' cannot be used as an instance type."
 
-derivingWhenInstanceExistsErr clas tycon sty
-  = ppHang (ppBesides [ppStr "Deriving class `", ppr sty clas, ppStr "' type `", ppr sty tycon, ppStr "'"])
-         4 (ppStr "when an explicit instance exists")
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Error messages}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-derivingWhenInstanceImportedErr inst_mod clas tycon sty
-  = ppHang (ppBesides [ppStr "Deriving class `", ppr sty clas, ppStr "' type `", ppr sty tycon, ppStr "'"])
-         4 (ppBesides [ppStr "when an instance declared in module `", pp_mod, ppStr "' has been imported"])
+\begin{code}
+tcAddDeclCtxt decl thing_inside
+  = tcAddSrcLoc loc    $
+    tcAddErrCtxt ctxt  $
+    thing_inside
   where
-    pp_mod = case inst_mod of
-              Nothing -> ppPStr SLIT("the standard Prelude")
-              Just  m -> ppBesides [ppStr "module `", ppPStr m, ppStr "'"]
-
-nonBoxedPrimCCallErr clas inst_ty sty
-  = ppHang (ppStr "Instance isn't for a `boxed-primitive' type")
-        4 (ppBesides [ ppStr "class `", ppr sty clas, ppStr "' type `",
-                       ppr sty inst_ty, ppStr "'"])
-
-omitDefaultMethodWarn clas_op clas_name inst_ty sty
-  = ppCat [ppStr "Warning: Omitted default method for",
-          ppr sty clas_op, ppStr "in instance",
-          ppPStr clas_name, pprParendGenType sty inst_ty]
-
-
-patMonoBindsCtxt pbind sty
-  = ppHang (ppStr "In a pattern binding:")
-        4 (ppr sty pbind)
-
-methodSigCtxt name ty sty
-  = ppHang (ppBesides [ppStr "When matching the definition of class method `",
-                      ppr sty name, ppStr "' to its signature :" ])
-        4 (ppr sty ty)
-
-bindSigCtxt method_ids sty
-  = ppHang (ppStr "When checking type signatures for: ")
-        4 (ppInterleave (ppStr ", ") (map (ppr sty) method_ids))
-
-superClassSigCtxt sty
-  = ppStr "When checking superclass constraints on instance declaration"
+     (name, loc, thing)
+       = case decl of
+           (ClassDecl _ name _ _ _ _ _ loc)         -> (name, loc, "class")
+           (TySynonym name _ _ loc)                 -> (name, loc, "type synonym")
+           (TyData NewType  _ name _ _ _ _ loc _ _) -> (name, loc, "newtype")
+           (TyData DataType _ name _ _ _ _ loc _ _) -> (name, loc, "data type")
+
+     ctxt = hsep [ptext SLIT("In the"), text thing, 
+                 ptext SLIT("declaration for"), quotes (ppr name)]
+\end{code}
 
+\begin{code}
+instConstraintErr pred
+  = hang (ptext SLIT("Illegal constraint") <+> 
+         quotes (pprPred pred) <+> 
+         ptext SLIT("in instance context"))
+        4 (ptext SLIT("(Instance contexts must constrain only type variables)"))
+       
+badGenericInstanceType binds
+  = vcat [ptext SLIT("Illegal type pattern in the generic bindings"),
+         nest 4 (ppr binds)]
+
+missingGenericInstances missing
+  = ptext SLIT("Missing type patterns for") <+> pprQuotedList missing
+         
+
+
+dupGenericInsts inst_infos
+  = vcat [ptext SLIT("More than one type pattern for a single generic type constructor:"),
+         nest 4 (vcat (map (ppr . simpleInstInfoTy) inst_infos)),
+         ptext SLIT("All the type patterns for a generic type constructor must be identical")
+    ]
+
+instTypeErr clas tys msg
+  = sep [ptext SLIT("Illegal instance declaration for") <+> quotes (pprConstraint clas tys),
+        nest 4 (parens msg)
+    ]
+
+derivingWhenInstanceExistsErr clas tycon
+  = hang (hsep [ptext SLIT("Deriving class"), 
+                      quotes (ppr clas), 
+                      ptext SLIT("type"), quotes (ppr tycon)])
+         4 (ptext SLIT("when an explicit instance exists"))
+
+nonBoxedPrimCCallErr clas inst_ty
+  = hang (ptext SLIT("Unacceptable instance type for ccall-ish class"))
+        4 (hsep [ ptext SLIT("class"), ppr clas, ptext SLIT("type"),
+                       ppr inst_ty])
+
+methodCtxt     = ptext SLIT("When checking the methods of an instance declaration")
+superClassCtxt = ptext SLIT("When checking the superclasses of an instance declaration")
 \end{code}