[project @ 2002-06-18 14:00:07 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcInstDcls.lhs
index 8be560d..76b87ce 100644 (file)
@@ -4,79 +4,75 @@
 \section[TcInstDecls]{Typechecking instance declarations}
 
 \begin{code}
-module TcInstDcls ( tcInstDecls1, tcInstDecls2, tcAddDeclCtxt ) where
+module TcInstDcls ( tcInstDecls1, tcIfaceInstDecls1, addInstDFuns, 
+                   tcInstDecls2, initInstEnv, tcAddDeclCtxt ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 
-import CmdLineOpts     ( DynFlag(..), dopt )
+import CmdLineOpts     ( DynFlag(..) )
 
-import HsSyn           ( HsDecl(..), InstDecl(..), TyClDecl(..), HsType(..),
-                         MonoBinds(..), HsExpr(..),  HsLit(..), Sig(..), 
-                         andMonoBindList, collectMonoBinders, isClassDecl
+import HsSyn           ( InstDecl(..), TyClDecl(..), HsType(..),
+                         MonoBinds(..), HsExpr(..),  HsLit(..), Sig(..), HsTyVarBndr(..),
+                         andMonoBindList, collectMonoBinders, 
+                         isClassDecl, toHsType
                        )
-import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedInstDecl, RenamedHsDecl, RenamedMonoBinds,
-                         RenamedTyClDecl, RenamedHsType, 
+import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedInstDecl, 
+                         RenamedMonoBinds, RenamedTyClDecl, RenamedHsType, 
                          extractHsTyVars, maybeGenericMatch
                        )
 import TcHsSyn         ( TcMonoBinds, mkHsConApp )
 import TcBinds         ( tcSpecSigs )
-import TcClassDcl      ( tcMethodBind, badMethodErr )
+import TcClassDcl      ( tcMethodBind, mkMethodBind, badMethodErr )
 import TcMonad       
-import TcType          ( tcInstType )
-import Inst            ( InstOrigin(..),
-                         newDicts, newClassDicts, instToId,
+import TcMType         ( tcInstType, checkValidTheta, checkValidInstHead, instTypeErr, 
+                         UserTypeCtxt(..), SourceTyCtxt(..) )
+import TcType          ( mkClassPred, mkTyVarTy, tcSplitForAllTys,
+                         tcSplitSigmaTy, getClassPredTys, tcSplitPredTy_maybe,
+                         TyVarDetails(..)
+                       )
+import Inst            ( InstOrigin(..), newDicts, instToId,
                          LIE, mkLIE, emptyLIE, plusLIE, plusLIEs )
 import TcDeriv         ( tcDeriving )
-import TcEnv           ( TcEnv, tcExtendGlobalValEnv, 
-                         tcExtendTyVarEnvForMeths, 
-                         tcAddImportedIdInfo, tcLookupClass,
-                         InstInfo(..), pprInstInfo, simpleInstInfoTyCon, simpleInstInfoTy, 
-                         newDFunName, tcExtendTyVarEnv
+import TcEnv           ( tcExtendGlobalValEnv, tcExtendLocalValEnv2,
+                         tcLookupId, tcLookupClass, tcExtendTyVarEnv2,
+                         InstInfo(..), pprInstInfo, simpleInstInfoTyCon, 
+                         simpleInstInfoTy, newDFunName
                        )
 import InstEnv         ( InstEnv, extendInstEnv )
-import TcMonoType      ( tcTyVars, tcHsSigType, kcHsSigType, checkSigTyVars )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck )
-import HscTypes                ( HomeSymbolTable, DFunId,
-                         ModDetails(..), PackageInstEnv, PersistentRenamerState
+import PprType         ( pprClassPred )
+import TcMonoType      ( tcSigPolyId, tcHsTyVars, kcHsSigType, tcHsType, tcHsSigType )
+import TcUnify         ( checkSigTyVars )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, tcSimplifyTop )
+import HscTypes                ( HomeSymbolTable, DFunId, FixityEnv,
+                         PersistentCompilerState(..), PersistentRenamerState,
+                         ModDetails(..)
                        )
-
+import Subst           ( mkTyVarSubst, substTheta )
 import DataCon         ( classDataCon )
-import Class           ( Class, DefMeth(..), classBigSig )
+import Class           ( Class, classBigSig )
 import Var             ( idName, idType )
-import VarSet          ( emptyVarSet )
-import Maybes          ( maybeToBool )
-import MkId            ( mkDictFunId )
+import Id              ( setIdLocalExported )
+import MkId            ( mkDictFunId, unsafeCoerceId, rUNTIME_ERROR_ID )
 import FunDeps         ( checkInstFDs )
 import Generics                ( validGenericInstanceType )
 import Module          ( Module, foldModuleEnv )
 import Name            ( getSrcLoc )
-import NameSet         ( emptyNameSet, nameSetToList )
-import PrelInfo                ( eRROR_ID )
-import PprType         ( pprClassPred, pprPred )
-import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon )
-import Type            ( splitDFunTy, isTyVarTy,
-                         splitTyConApp_maybe, splitDictTy,
-                         splitForAllTys,
-                         tyVarsOfTypes, mkClassPred, mkTyVarTy,
-                         getClassTys_maybe
-                       )
-import Subst           ( mkTopTyVarSubst, substClasses )
-import VarSet          ( varSetElems )
-import TysWiredIn      ( genericTyCons, isFFIArgumentTy, isFFIImportResultTy )
-import PrelNames       ( cCallableClassKey, cReturnableClassKey, hasKey )
-import Name             ( Name )
+import NameSet         ( unitNameSet, emptyNameSet, nameSetToList )
+import TyCon           ( TyCon )
+import TysWiredIn      ( genericTyCons )
 import SrcLoc           ( SrcLoc )
-import VarSet           ( varSetElems )
 import Unique          ( Uniquable(..) )
-import BasicTypes      ( NewOrData(..), Fixity )
+import Util             ( lengthExceeds, isSingleton )
+import BasicTypes      ( NewOrData(..) )
+import UnicodeUtil     ( stringToUtf8 )
 import ErrUtils                ( dumpIfSet_dyn )
 import ListSetOps      ( Assoc, emptyAssoc, plusAssoc_C, mapAssoc, 
-                         assocElts, extendAssoc_C,
-                         equivClassesByUniq, minusList
+                         assocElts, extendAssoc_C, equivClassesByUniq, minusList
                        )
-import List             ( partition )
+import Maybe           ( catMaybes )
 import Outputable
+import FastString
 \end{code}
 
 Typechecking instance declarations is done in two passes. The first
@@ -162,113 +158,125 @@ and $dbinds_super$ bind the superclass dictionaries sd1 \ldots sdm.
 Gather up the instance declarations from their various sources
 
 \begin{code}
-tcInstDecls1 :: PackageInstEnv
-            -> PersistentRenamerState  
-            -> HomeSymbolTable         -- Contains instances
-            -> TcEnv                   -- Contains IdInfo for dfun ids
-            -> (Name -> Maybe Fixity)  -- for deriving Show and Read
-            -> Module                  -- Module for deriving
-            -> [RenamedHsDecl]
-            -> TcM (PackageInstEnv, InstEnv, [InstInfo], RenamedHsBinds)
-
-tcInstDecls1 inst_env0 prs hst unf_env get_fixity mod decls
-  = let
-       inst_decls = [inst_decl | InstD inst_decl <- decls]     
-       tycl_decls = [decl      | TyClD decl <- decls]
-       clas_decls = filter isClassDecl tycl_decls
-    in
+tcInstDecls1   -- Deal with source-code instance decls
+   :: PersistentRenamerState   
+   -> InstEnv                  -- Imported instance envt
+   -> FixityEnv                        -- for deriving Show and Read
+   -> Module                   -- Module for deriving
+   -> [RenamedTyClDecl]                -- For deriving stuff
+   -> [RenamedInstDecl]                -- Source code instance decls
+   -> TcM (InstEnv,            -- the full inst env
+          [InstInfo],          -- instance decls to process; contains all dfuns
+                               -- for this module
+          RenamedHsBinds)      -- derived instances
+
+tcInstDecls1 prs inst_env get_fixity this_mod 
+            tycl_decls inst_decls
+-- The incoming inst_env includes all the imported instances already
+  = checkNoErrsTc $
+       -- Stop if addInstInfos etc discovers any errors
+       -- (they recover, so that we get more than one error each round)
        -- (1) Do the ordinary instance declarations
-    mapNF_Tc (tcInstDecl1 unf_env) inst_decls          `thenNF_Tc` \ inst_infos ->
+    mapNF_Tc tcLocalInstDecl1 inst_decls       `thenNF_Tc` \ local_inst_infos ->
 
+    let
+       local_inst_info = catMaybes local_inst_infos
+       clas_decls      = filter isClassDecl tycl_decls
+    in
        -- (2) Instances from generic class declarations
     getGenericInstances 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 iLocal (concat inst_infos)
-
-       imported_dfuns   = map (tcAddImportedIdInfo unf_env . iDFunId) 
-                              imported_inst_info
-       hst_dfuns        = foldModuleEnv ((++) . md_insts) [] hst
-    in
-    addInstDFuns inst_env0 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 ->
+       --      a) imported instance decls (from this module)        inst_env1
+       --      b) local instance decls                              inst_env2
+       --      c) generic instances                                 final_inst_env
+    addInstInfos inst_env local_inst_info      `thenNF_Tc` \ inst_env1 ->
+    addInstInfos inst_env1 generic_inst_info   `thenNF_Tc` \ inst_env2 ->
 
        -- (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 prs mod inst_env4 get_fixity tycl_decls `thenTc` \ (deriv_inst_info, deriv_binds) ->
-    addInstInfos inst_env4 deriv_inst_info             `thenNF_Tc` \ final_inst_env ->
+       -- needs to know about all the instances possible; hence inst_env4
+    tcDeriving prs this_mod inst_env2 
+              get_fixity tycl_decls            `thenTc` \ (deriv_inst_info, deriv_binds) ->
+    addInstInfos inst_env2 deriv_inst_info     `thenNF_Tc` \ final_inst_env ->
 
-    returnTc (inst_env1, 
-             final_inst_env, 
+    returnTc (final_inst_env, 
              generic_inst_info ++ deriv_inst_info ++ local_inst_info,
              deriv_binds)
 
+initInstEnv :: PersistentCompilerState -> HomeSymbolTable -> NF_TcM InstEnv
+-- Initialise the instance environment from the 
+-- persistent compiler state and the home symbol table
+initInstEnv pcs hst
+  = let
+       pkg_inst_env = pcs_insts pcs
+       hst_dfuns    = foldModuleEnv ((++) . md_insts) [] hst
+    in
+    addInstDFuns pkg_inst_env hst_dfuns
+
 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 ->
+addInstDFuns inst_env dfuns
+  = getDOptsTc                         `thenNF_Tc` \ dflags ->
     let
-       (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags dfuns infos
+       (inst_env', errs) = extendInstEnv dflags inst_env dfuns
     in
     addErrsTc errs                     `thenNF_Tc_` 
+    traceTc (text "Adding instances:" <+> vcat (map pp dfuns)) `thenTc_`
     returnTc inst_env'
+  where
+    pp dfun = ppr dfun <+> dcolon <+> ppr (idType dfun)
 \end{code} 
 
 \begin{code}
-tcInstDecl1 :: TcEnv -> RenamedInstDecl -> NF_TcM [InstInfo]
--- Deal with a single instance declaration
-tcInstDecl1 unf_env decl@(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"
-    tcAddErrCtxt (instDeclCtxt poly_ty)        (
-       tcHsSigType poly_ty
-    )                                  `thenTc` \ poly_ty' ->
-    let
-       (tyvars, theta, clas, inst_tys) = splitDFunTy poly_ty'
-    in
-
-    (case maybe_dfun_name of
-       Nothing ->      -- A source-file instance declaration
+tcIfaceInstDecls1 :: [RenamedInstDecl] -> NF_TcM [DFunId]
+tcIfaceInstDecls1 decls = mapNF_Tc tcIfaceInstDecl1 decls
 
-               -- 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] 
-           getDOptsTc                                          `thenTc` \ dflags -> 
-           checkInstValidity dflags theta clas inst_tys        `thenTc_`
+tcIfaceInstDecl1 :: RenamedInstDecl -> NF_TcM DFunId
+       -- An interface-file instance declaration
+       -- Should be in scope by now, because we should
+       -- have sucked in its interface-file definition
+       -- So it will be replete with its unfolding etc
+tcIfaceInstDecl1 decl@(InstDecl poly_ty binds uprags (Just dfun_name) src_loc)
+  = tcLookupId dfun_name
 
-               -- Make the dfun id and return it
-           newDFunName clas inst_tys src_loc           `thenNF_Tc` \ dfun_name ->
-           returnNF_Tc (True, dfun_name)
 
-       Just dfun_name ->       -- An interface-file instance declaration
-               -- Make the dfun id
-           returnNF_Tc (False, dfun_name)
-    )                                          `thenNF_Tc` \ (is_local, dfun_name) ->
+tcLocalInstDecl1 :: RenamedInstDecl 
+                -> NF_TcM (Maybe InstInfo)     -- Nothing if there was an error
+       -- A source-file instance declaration
+       -- Type-check all the stuff before the "where"
+       --
+       -- We 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] 
+tcLocalInstDecl1 decl@(InstDecl poly_ty binds uprags Nothing src_loc)
+  =    -- Prime error recovery, set source location
+    recoverNF_Tc (returnNF_Tc Nothing) $
+    tcAddSrcLoc src_loc                        $
+    tcAddErrCtxt (instDeclCtxt poly_ty)        $
 
+       -- Typecheck the instance type itself.  We can't use 
+       -- tcHsSigType, because it's not a valid user type.
+    kcHsSigType poly_ty                        `thenTc_`
+    tcHsType poly_ty                   `thenTc` \ poly_ty' ->
     let
-       dfun_id = mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys theta
+       (tyvars, theta, tau) = tcSplitSigmaTy poly_ty'
     in
-    returnTc [InstInfo { iLocal = is_local, iDFunId = dfun_id, 
-                        iBinds = binds,    iPrags = uprags }]
+    checkValidTheta InstThetaCtxt theta                `thenTc_`
+    checkValidInstHead tau                     `thenTc` \ (clas,inst_tys) ->
+    checkTc (checkInstFDs theta clas inst_tys)
+           (instTypeErr (pprClassPred clas inst_tys) msg)      `thenTc_`
+    newDFunName clas inst_tys src_loc                          `thenNF_Tc` \ dfun_name ->
+    returnTc (Just (InstInfo { iDFunId = mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys theta,
+                              iBinds = binds, iPrags = uprags }))
+  where
+    msg  = parens (ptext SLIT("the instance types do not agree with the functional dependencies of the class"))
 \end{code}
 
 
@@ -309,7 +317,10 @@ getGenericInstances class_decls
     let
        gen_inst_info = concat gen_inst_infos
     in
-    getDOptsTc                                         `thenTc`  \ dflags ->
+    if null gen_inst_info then
+       returnTc []
+    else
+    getDOptsTc                                         `thenNF_Tc`  \ dflags ->
     ioToTc (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Generic instances" 
                      (vcat (map pprInstInfo gen_inst_info)))   
                                                        `thenNF_Tc_`
@@ -322,7 +333,7 @@ get_generics decl@(ClassDecl {tcdName = class_name, tcdMeths = Just def_methods,
   | null groups                
   = returnTc [] -- The comon case: no generic default methods
 
-  | otherwise  -- A local class decl with generic default methods
+  | otherwise  -- A source class decl with generic default methods
   = recoverNF_Tc (returnNF_Tc [])                              $
     tcAddDeclCtxt decl                                         $
     tcLookupClass class_name                                   `thenTc` \ clas ->
@@ -340,7 +351,7 @@ get_generics decl@(ClassDecl {tcdName = class_name, tcdMeths = Just def_methods,
        tc_inst_infos = [(simpleInstInfoTyCon i, i) | i <- inst_infos]
 
        bad_groups = [group | group <- equivClassesByUniq get_uniq tc_inst_infos,
-                             length group > 1]
+                             group `lengthExceeds` 1]
        get_uniq (tc,_) = getUnique tc
     in
     mapTc (addErrTc . dupGenericInsts) bad_groups      `thenTc_`
@@ -389,12 +400,13 @@ mkGenericInstance clas loc (hs_ty, binds)
   -- 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                                    $
+    let
+       sig_tvs = map UserTyVar (nameSetToList (extractHsTyVars hs_ty))
+    in
+    tcHsTyVars sig_tvs (kcHsSigType hs_ty)     $ \ tyvars ->
 
        -- Type-check the instance type, and check its form
-    tcHsSigType hs_ty                          `thenTc` \ inst_ty ->
+    tcHsSigType GenPatCtxt hs_ty               `thenTc` \ inst_ty ->
     checkTc (validGenericInstanceType inst_ty)
            (badGenericInstanceType binds)      `thenTc_`
 
@@ -402,12 +414,10 @@ mkGenericInstance clas loc (hs_ty, binds)
     newDFunName clas [inst_ty] loc             `thenNF_Tc` \ dfun_name ->
     let
        inst_theta = [mkClassPred clas [mkTyVarTy tv] | tv <- tyvars]
-       inst_tys   = [inst_ty]
-       dfun_id    = mkDictFunId dfun_name clas tyvars inst_tys inst_theta
+       dfun_id    = mkDictFunId dfun_name clas tyvars [inst_ty] inst_theta
     in
 
-    returnTc (InstInfo { iLocal = True, iDFunId = dfun_id, 
-                        iBinds = binds, iPrags = [] })
+    returnTc (InstInfo { iDFunId = dfun_id, iBinds = binds, iPrags = [] })
 \end{code}
 
 
@@ -498,105 +508,108 @@ is the @dfun_theta@ below.
 
 First comes the easy case of a non-local instance decl.
 
+
 \begin{code}
-tcInstDecl2 :: InstInfo -> NF_TcM (LIE, TcMonoBinds)
+tcInstDecl2 :: InstInfo -> TcM (LIE, TcMonoBinds)
 
-tcInstDecl2 (InstInfo { iLocal = is_local, iDFunId = dfun_id, 
-                       iBinds = monobinds, iPrags = uprags })
-  | not is_local
-  = returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds)
+tcInstDecl2 (NewTypeDerived { iDFunId = dfun_id })
+  = tcInstType InstTv (idType dfun_id)         `thenNF_Tc` \ (inst_tyvars', dfun_theta', inst_head') ->
+    newDicts InstanceDeclOrigin dfun_theta'    `thenNF_Tc` \ rep_dicts ->
+    let
+       rep_dict_id = ASSERT( isSingleton rep_dicts )
+                     instToId (head rep_dicts)         -- Derived newtypes have just one dict arg
+
+       body = TyLam inst_tyvars'    $
+              DictLam [rep_dict_id] $
+               (HsVar unsafeCoerceId `TyApp` [idType rep_dict_id, inst_head'])
+                         `HsApp` 
+               (HsVar rep_dict_id)
+       -- You might wonder why we have the 'coerce'.  It's because the
+       -- type equality mechanism isn't clever enough; see comments with Type.eqType.
+       -- So Lint complains if we don't have this. 
+    in
+    returnTc (emptyLIE, VarMonoBind dfun_id body)
 
-  | otherwise
+tcInstDecl2 (InstInfo { iDFunId = dfun_id, iBinds = monobinds, iPrags = uprags })
   =     -- Prime error recovery
-    recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds))  $
-    tcAddSrcLoc (getSrcLoc dfun_id)                       $
+    recoverNF_Tc (returnNF_Tc (emptyLIE, EmptyMonoBinds))      $
+    tcAddSrcLoc (getSrcLoc dfun_id)                            $
+    tcAddErrCtxt (instDeclCtxt (toHsType (idType dfun_id)))    $
+    let
+       inst_ty = idType dfun_id
+       (inst_tyvars, _) = tcSplitForAllTys inst_ty
+               -- The tyvars of the instance decl scope over the 'where' part
+               -- Those tyvars are inside the dfun_id's type, which is a bit
+               -- bizarre, but OK so long as you realise it!
+    in
 
        -- Instantiate the instance decl with tc-style type variables
-    tcInstType (idType dfun_id)                `thenNF_Tc` \ (inst_tyvars', dfun_theta', dict_ty') ->
+    tcInstType InstTv inst_ty          `thenNF_Tc` \ (inst_tyvars', dfun_theta', inst_head') ->
     let
-       (clas, inst_tys') = splitDictTy dict_ty'
-       origin            = InstanceDeclOrigin
-
+       Just pred         = tcSplitPredTy_maybe inst_head'
+       (clas, inst_tys') = getClassPredTys pred
         (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]
-
         -- 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
-
-       -- The type variable from the dict fun actually scope 
-       -- over the bindings.  They were gotten from
-       -- the original instance declaration
-       (inst_tyvars, _) = splitForAllTys (idType dfun_id)
+       sc_theta' = substTheta (mkTyVarSubst class_tyvars inst_tys') sc_theta
+       origin    = InstanceDeclOrigin
     in
+        -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
+    newDicts origin sc_theta'          `thenNF_Tc` \ sc_dicts ->
+    newDicts origin dfun_theta'                `thenNF_Tc` \ dfun_arg_dicts ->
+    newDicts origin [pred]             `thenNF_Tc` \ [this_dict] ->
+               -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs,
+               -- but they'll already be in the environment.
+
         -- Check that all the method bindings come from this class
-    mapTc (addErrTc . badMethodErr clas) bad_bndrs             `thenNF_Tc_`
+    mkMethodBinds clas inst_tys' op_items monobinds `thenTc` \ (meth_insts, meth_infos) ->
 
-        -- Create dictionary Ids from the specified instance contexts.
-    newClassDicts origin sc_theta'             `thenNF_Tc` \ sc_dicts ->
-    newDicts origin dfun_theta'                        `thenNF_Tc` \ dfun_arg_dicts ->
-    newClassDicts origin [(clas,inst_tys')]    `thenNF_Tc` \ [this_dict] ->
+    let                 -- These insts are in scope; quite a few, eh?
+       avail_insts = [this_dict] ++ dfun_arg_dicts ++
+                     sc_dicts    ++ meth_insts
 
-    tcExtendTyVarEnvForMeths inst_tyvars inst_tyvars' (
-       tcExtendGlobalValEnv dm_ids (
-               -- Default-method Ids may be mentioned in synthesised RHSs 
+       xtve    = inst_tyvars `zip` inst_tyvars'
+       tc_meth = tcMethodBind xtve inst_tyvars' dfun_theta' avail_insts
+    in
+    mapAndUnzipTc tc_meth meth_infos           `thenTc` \ (meth_binds_s, meth_lie_s) ->
 
-       mapAndUnzip3Tc (tcMethodBind clas origin inst_tyvars' inst_tys'
-                                    dfun_theta'
-                                    monobinds uprags True)
-                      op_items
-    ))                 `thenTc` \ (method_binds_s, insts_needed_s, meth_insts) ->
+       -- Figure out bindings for the superclass context
+    tcSuperClasses inst_tyvars' dfun_arg_dicts sc_dicts        
+               `thenTc` \ (zonked_inst_tyvars, sc_binds_inner, sc_binds_outer) ->
 
        -- Deal with SPECIALISE instance pragmas by making them
        -- look like SPECIALISE pragmas for the dfun
     let
-       dfun_prags = [SpecSig (idName dfun_id) ty loc | SpecInstSig ty loc <- uprags]
+       spec_prags = [ SpecSig (idName dfun_id) ty loc
+                    | SpecInstSig ty loc <- uprags] 
     in
+     
     tcExtendGlobalValEnv [dfun_id] (
-       tcSpecSigs dfun_prags
+       tcExtendTyVarEnv2 xtve                                  $
+       tcExtendLocalValEnv2 [(idName sel_id, tcSigPolyId sig) 
+                            | (sel_id, sig, _) <- meth_infos]  $
+               -- Map sel_id to the local method name we are using
+       tcSpecSigs spec_prags
     )                                  `thenTc` \ (prag_binds, prag_lie) ->
 
-       -- Check the overloading constraints of the methods and superclasses
-    let
-                -- These insts are in scope; quite a few, eh?
-       avail_insts = [this_dict] ++
-                     dfun_arg_dicts ++
-                     sc_dicts ++
-                     meth_insts
-
-        methods_lie    = plusLIEs insts_needed_s
-    in
-
-       -- Simplify the constraints from methods
-    tcAddErrCtxt methodCtxt (
-      tcSimplifyCheck
-                (ptext SLIT("instance declaration context"))
-                inst_tyvars'
-                avail_insts
-                methods_lie
-    )                                           `thenTc` \ (const_lie1, lie_binds1) ->
-    
-       -- Figure out bindings for the superclass context
-    tcAddErrCtxt superClassCtxt (
-      tcSimplifyCheck
-                (ptext SLIT("instance declaration context"))
-                inst_tyvars'
-                dfun_arg_dicts         -- NB! Don't include this_dict here, else the sc_dicts
-                                       -- get bound by just selecting from this_dict!!
-                (mkLIE sc_dicts)
-    )                                          `thenTc` \ (const_lie2, lie_binds2) ->
-
-    checkSigTyVars inst_tyvars' emptyVarSet    `thenNF_Tc` \ zonked_inst_tyvars ->
-
        -- Create the result bindings
     let
+       local_dfun_id = setIdLocalExported dfun_id
+               -- Reason for setIdLocalExported: see notes with MkId.mkDictFunId
+
         dict_constr   = classDataCon clas
        scs_and_meths = map instToId (sc_dicts ++ meth_insts)
        this_dict_id  = instToId this_dict
+       inlines       | null dfun_arg_dicts = emptyNameSet
+                     | otherwise           = unitNameSet (idName dfun_id)
+               -- Always inline the dfun; this is an experimental decision
+               -- because it makes a big performance difference sometimes.
+               -- Often it means we can do the method selection, and then
+               -- inline the method as well.  Marcin's idea; see comments below.
+               --
+               -- BUT: don't inline it if it's a constant dictionary;
+               -- we'll get all the benefit without inlining, and we get
+               -- a **lot** of code duplication if we inline it
 
        dict_rhs
          | null scs_and_meths
@@ -606,8 +619,8 @@ tcInstDecl2 (InstInfo { iLocal = is_local, iDFunId = dfun_id,
                -- 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) [idType this_dict_id])
-                 (HsLit (HsString msg))
+           HsApp (TyApp (HsVar rUNTIME_ERROR_ID) [idType this_dict_id])
+                 (HsLit (HsStringPrim (mkFastString (stringToUtf8 msg))))
 
          | otherwise   -- The common case
          = mkHsConApp dict_constr inst_tys' (map HsVar scs_and_meths)
@@ -619,121 +632,193 @@ tcInstDecl2 (InstInfo { iLocal = is_local, iDFunId = dfun_id,
                -- 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
-                zonked_inst_tyvars
-                (map instToId dfun_arg_dicts)
-                [(inst_tyvars', dfun_id, this_dict_id)] 
-                emptyNameSet           -- No inlines (yet)
-                (lie_binds1    `AndMonoBinds` 
-                 lie_binds2    `AndMonoBinds`
-                 method_binds  `AndMonoBinds`
-                 dict_bind)
+           msg = "Compiler error: bad dictionary " ++ showSDoc (ppr clas)
+
+       dict_bind  = VarMonoBind this_dict_id dict_rhs
+       meth_binds = andMonoBindList meth_binds_s
+       all_binds  = sc_binds_inner `AndMonoBinds` meth_binds `AndMonoBinds` dict_bind
+
+       main_bind = AbsBinds
+                        zonked_inst_tyvars
+                        (map instToId dfun_arg_dicts)
+                        [(inst_tyvars', local_dfun_id, this_dict_id)] 
+                        inlines all_binds
     in
-    returnTc (const_lie1 `plusLIE` const_lie2 `plusLIE` prag_lie,
-             main_bind `AndMonoBinds` prag_binds)
+    returnTc (plusLIEs meth_lie_s `plusLIE` prag_lie,
+             main_bind `AndMonoBinds` prag_binds `AndMonoBinds` sc_binds_outer)
 \end{code}
 
+Superclass loops
+~~~~~~~~~~~~~~~~
+We have to be very, very careful when generating superclasses, lest we
+accidentally build a loop. Here's an example:
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Checking for a decent instance type}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+  class S a
+
+  class S a => C a where { opc :: a -> a }
+  class S b => D b where { opd :: b -> b }
+  
+  instance C Int where
+     opc = opd
+  
+  instance D Int where
+     opd = opc
+
+From (instance C Int) we get the constraint set {ds1:S Int, dd:D Int}
+Simplifying, we may well get:
+       $dfCInt = :C ds1 (opd dd)
+       dd  = $dfDInt
+       ds1 = $p1 dd
+Notice that we spot that we can extract ds1 from dd.  
+
+Alas!  Alack! We can do the same for (instance D Int):
+
+       $dfDInt = :D ds2 (opc dc)
+       dc  = $dfCInt
+       ds2 = $p1 dc
+
+And now we've defined the superclass in terms of itself.
 
-@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@
-flag is on, or (2)~the instance is imported (they must have been
-compiled elsewhere). In these cases, we let them go through anyway.
+Solution: treat the superclass context separately, and simplify it
+all the way down to nothing on its own.  Don't toss any 'free' parts
+out to be simplified together with other bits of context.
+Hence the tcSimplifyTop below.
 
-We can also have instances for functions: @instance Foo (a -> b) ...@.
+At a more basic level, don't include this_dict in the context wrt
+which we simplify sc_dicts, else sc_dicts get bound by just selecting
+from this_dict!!
 
 \begin{code}
-checkInstValidity dflags theta clas inst_tys
-  | null errs = returnTc ()
-  | otherwise = addErrsTc errs `thenNF_Tc_` failTc
-  where
-    errs = checkInstHead dflags theta clas inst_tys ++
-          [err | pred <- theta, err <- checkInstConstraint dflags pred]
-
-checkInstConstraint dflags pred
-  |  dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags
-  =  []
-
-  |  Just (clas,tys) <- getClassTys_maybe pred,
-     all isTyVarTy tys
-  =  []
-
-  |  otherwise
-  =  [instConstraintErr pred]
-
-checkInstHead dflags theta clas inst_taus
-  |    -- 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))
-  = [nonBoxedPrimCCallErr clas first_inst_tau]
-
-       -- If GlasgowExts then check at least one isn't a type variable
-  | dopt Opt_GlasgowExts dflags
-  =    -- GlasgowExts case
-    check_tyvars dflags clas inst_taus ++ check_fundeps dflags theta clas inst_taus
-
-       -- 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
-        )
-  = [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
-  = []
+tcSuperClasses inst_tyvars' dfun_arg_dicts sc_dicts
+  = tcAddErrCtxt superClassCtxt        $
+    tcSimplifyCheck doc inst_tyvars'
+                   dfun_arg_dicts
+                   (mkLIE sc_dicts)    `thenTc` \ (sc_lie, sc_binds1) ->
 
-  where
-    (first_inst_tau : _)       = inst_taus
+       -- It's possible that the superclass stuff might have done unification
+    checkSigTyVars inst_tyvars'        `thenTc` \ zonked_inst_tyvars ->
 
-       -- Stuff for algebraic or -> type
-    maybe_tycon_app      = splitTyConApp_maybe first_inst_tau
-    Just (tycon, arg_tys) = maybe_tycon_app
+       -- We must simplify this all the way down 
+       -- lest we build superclass loops
+       -- See notes about superclass loops above
+    tcSimplifyTop sc_lie               `thenTc` \ sc_binds2 ->
+
+    returnTc (zonked_inst_tyvars, sc_binds1, sc_binds2)
 
-    ccallable_type   dflags ty = isFFIArgumentTy dflags False {- Not safe call -} ty
-    creturnable_type        ty = isFFIImportResultTy dflags ty
-       
-check_tyvars dflags clas inst_taus
-       -- Check that at least one isn't a type variable
-       -- unless -fallow-undecideable-instances
-  | dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags = []
-  | not (all isTyVarTy inst_taus)            = []
-  | otherwise                                = [the_err]
   where
-    the_err = instTypeErr clas inst_taus msg
-    msg     = ptext SLIT("There must be at least one non-type-variable in the instance head")
+    doc = ptext SLIT("instance declaration superclass context")
+\end{code}
+
+\begin{code}
+mkMethodBinds clas inst_tys' op_items monobinds
+  =     -- Check that all the method bindings come from this class
+    mapTc (addErrTc . badMethodErr clas) bad_bndrs     `thenNF_Tc_`
+
+       -- Make the method bindings
+    mapAndUnzipTc mk_method_bind op_items
 
-check_fundeps dflags theta clas inst_taus
-  | checkInstFDs theta clas inst_taus = []
-  | otherwise                        = [the_err]
   where
-    the_err = instTypeErr clas inst_taus msg
-    msg  = ptext SLIT("the instance types do not agree with the functional dependencies of the class")
+    mk_method_bind op_item = mkMethodBind InstanceDeclOrigin clas 
+                                         inst_tys' monobinds op_item 
+
+       -- Find any definitions in monobinds that aren't from the class
+    sel_names = [idName sel_id | (sel_id, _) <- op_items]
+    bad_bndrs = collectMonoBinders monobinds `minusList` sel_names
 \end{code}
 
 
+               ------------------------------
+               Inlining dfuns unconditionally
+               ------------------------------
+
+The code above unconditionally inlines dict funs.  Here's why.
+Consider this program:
+
+    test :: Int -> Int -> Bool
+    test x y = (x,y) == (y,x) || test y x
+    -- Recursive to avoid making it inline.
+
+This needs the (Eq (Int,Int)) instance.  If we inline that dfun
+the code we end up with is good:
+
+    Test.$wtest =
+       \r -> case ==# [ww ww1] of wild {
+               PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
+               PrelBase.True ->
+                 case ==# [ww1 ww] of wild1 {
+                   PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
+                   PrelBase.True -> PrelBase.True [];
+                 };
+           };
+    Test.test = \r [w w1]
+           case w of w2 {
+             PrelBase.I# ww ->
+                 case w1 of w3 { PrelBase.I# ww1 -> Test.$wtest ww ww1; };
+           };
+
+If we don't inline the dfun, the code is not nearly as good:
+
+    (==) = case PrelTup.$fEq(,) PrelBase.$fEqInt PrelBase.$fEqInt of tpl {
+             PrelBase.:DEq tpl1 tpl2 -> tpl2;
+           };
+    
+    Test.$wtest =
+       \r [ww ww1]
+           let { y = PrelBase.I#! [ww1]; } in
+           let { x = PrelBase.I#! [ww]; } in
+           let { sat_slx = PrelTup.(,)! [y x]; } in
+           let { sat_sly = PrelTup.(,)! [x y];
+           } in
+             case == sat_sly sat_slx of wild {
+               PrelBase.False -> Test.$wtest ww1 ww;
+               PrelBase.True -> PrelBase.True [];
+             };
+    
+    Test.test =
+       \r [w w1]
+           case w of w2 {
+             PrelBase.I# ww ->
+                 case w1 of w3 { PrelBase.I# ww1 -> Test.$wtest ww ww1; };
+           };
+
+Why doesn't GHC inline $fEq?  Because it looks big:
+
+    PrelTup.zdfEqZ1T{-rcX-}
+       = \ @ a{-reT-} :: * @ b{-reS-} :: *
+            zddEq{-rf6-} _Ks :: {PrelBase.Eq{-23-} a{-reT-}}
+            zddEq1{-rf7-} _Ks :: {PrelBase.Eq{-23-} b{-reS-}} ->
+            let {
+              zeze{-rf0-} _Kl :: (b{-reS-} -> b{-reS-} -> PrelBase.Bool{-3c-})
+              zeze{-rf0-} = PrelBase.zeze{-01L-}@ b{-reS-} zddEq1{-rf7-} } in
+            let {
+              zeze1{-rf3-} _Kl :: (a{-reT-} -> a{-reT-} -> PrelBase.Bool{-3c-})
+              zeze1{-rf3-} = PrelBase.zeze{-01L-} @ a{-reT-} zddEq{-rf6-} } in
+            let {
+              zeze2{-reN-} :: ((a{-reT-}, b{-reS-}) -> (a{-reT-}, b{-reS-})-> PrelBase.Bool{-3c-})
+              zeze2{-reN-} = \ ds{-rf5-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-})
+                              ds1{-rf4-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-}) ->
+                            case ds{-rf5-}
+                            of wild{-reW-} _Kd { (a1{-rf2-} _Ks, a2{-reZ-} _Ks) ->
+                            case ds1{-rf4-}
+                            of wild1{-reX-} _Kd { (b1{-rf1-} _Ks, b2{-reY-} _Ks) ->
+                            PrelBase.zaza{-r4e-}
+                              (zeze1{-rf3-} a1{-rf2-} b1{-rf1-})
+                              (zeze{-rf0-} a2{-reZ-} b2{-reY-})
+                            }
+                            } } in     
+            let {
+              a1{-reR-} :: ((a{-reT-}, b{-reS-})-> (a{-reT-}, b{-reS-})-> PrelBase.Bool{-3c-})
+              a1{-reR-} = \ a2{-reV-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-})
+                           b1{-reU-} _Ks :: (a{-reT-}, b{-reS-}) ->
+                         PrelBase.not{-r6I-} (zeze2{-reN-} a2{-reV-} b1{-reU-})
+            } in
+              PrelBase.zdwZCDEq{-r8J-} @ (a{-reT-}, b{-reS-}) a1{-reR-} zeze2{-reN-})
+
+and it's not as bad as it seems, because it's further dramatically
+simplified: only zeze2 is extracted and its body is simplified.
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Error messages}
@@ -764,12 +849,6 @@ instDeclCtxt inst_ty = ptext SLIT("In the instance declaration for") <+> quotes
 \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)]
@@ -777,8 +856,6 @@ badGenericInstanceType binds
 missingGenericInstances missing
   = ptext SLIT("Missing type patterns for") <+> pprQuotedList missing
          
-
-
 dupGenericInsts tc_inst_infos
   = vcat [ptext SLIT("More than one type pattern for a single generic type constructor:"),
          nest 4 (vcat (map ppr_inst_ty tc_inst_infos)),
@@ -787,16 +864,6 @@ dupGenericInsts tc_inst_infos
   where 
     ppr_inst_ty (tc,inst) = ppr (simpleInstInfoTy inst)
 
-instTypeErr clas tys msg
-  = sep [ptext SLIT("Illegal instance declaration for") <+> 
-               quotes (pprClassPred clas tys),
-        nest 4 (parens msg)
-    ]
-
-nonBoxedPrimCCallErr clas inst_ty
-  = hang (ptext SLIT("Unacceptable instance type for ccall-ish class"))
-        4 (pprClassPred clas [inst_ty])
-
 methodCtxt     = ptext SLIT("When checking the methods of an instance declaration")
 superClassCtxt = ptext SLIT("When checking the super-classes of an instance declaration")
 \end{code}