[project @ 2003-12-10 14:15:16 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index b7037aa..12a59d7 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1994
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcMatches]{Typecheck some @Matches@}
 
 \begin{code}
+module TcMatches ( tcMatchesFun, tcGRHSsPat, tcMatchesCase, tcMatchLambda,
+                  matchCtxt,
+                  tcDoStmts, tcStmtsAndThen, tcStmts, tcThingWithSig,
+                  tcMatchPats,
+                  TcStmtCtxt(..), TcMatchCtxt(..)
+       ) where
+
 #include "HsVersions.h"
 
-module TcMatches ( tcMatchesFun, tcMatchesCase, tcMatch ) where
-
-import TcMonad         -- typechecking monad machinery
-import TcMonadFns      ( mkIdsWithOpenTyVarTys )
-import AbsSyn          -- the stuff being typechecked
-
-import AbsPrel         ( mkFunTy )
-import AbsUniType      ( isTyVarTy, maybeUnpackFunTy )
-import E               ( E, growE_LVE, LVE(..), GVE(..) )
-#if USE_ATTACK_PRAGMAS
-import CE
-import TCE
-#endif
-import Errors          ( varyingArgsErr, Error(..), UnifyErrContext(..) )
-import LIE             ( LIE, plusLIE )
-import Maybes          ( Maybe(..) )
-import TcGRHSs         ( tcGRHSsAndBinds )
-import TcPat           ( tcPat )
-import Unify           ( unifyTauTy, unifyTauTyList )
-import Util
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcCheckRho, tcMonoExpr )
+
+import HsSyn           ( HsExpr(..), LHsExpr, HsBindGroup(..),
+                         Match(..), LMatch, GRHSs(..), GRHS(..), 
+                         Stmt(..), LStmt, HsMatchContext(..), HsStmtContext(..),
+                         ReboundNames, LPat,
+                         pprMatch, isDoExpr,
+                         pprMatchContext, pprStmtContext, pprStmtResultContext,
+                         collectSigTysFromPats, glueBindsOnGRHSs
+                       )
+import TcHsSyn         ( ExprCoFn, TcDictBinds, isIdCoercion, (<$>), (<.>) )
+
+import TcRnMonad
+import TcHsType                ( tcAddScopedTyVars, tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
+import Inst            ( tcSyntaxName, tcInstCall )
+import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcLookupId, tcExtendLocalValEnv, tcExtendLocalValEnv2 )
+import TcPat           ( tcPat, tcMonoPatBndr )
+import TcMType         ( newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType ) 
+import TcType          ( TcType, TcTyVar, TcSigmaType, TcRhoType,
+                         tyVarsOfTypes, tidyOpenTypes, isSigmaTy,
+                         mkFunTy, isOverloadedTy, liftedTypeKind, openTypeKind, 
+                         mkArrowKind, mkAppTy )
+import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
+import TcUnify         ( Expected(..), newHole, zapExpectedType, zapExpectedBranches, readExpectedType,
+                         unifyTauTy, subFunTys, unifyPArrTy, unifyListTy, unifyFunTy,
+                         checkSigTyVarsWrt, tcSubExp, tcGen )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, bindInstsOfLocalFuns )
+import Name            ( Name )
+import TysWiredIn      ( boolTy, mkListTy, mkPArrTy )
+import Id              ( idType, mkLocalId )
+import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
+import BasicTypes      ( RecFlag(..) )
+import VarSet
+import Bag
+import Util            ( isSingleton, notNull )
+import Outputable
+import SrcLoc          ( Located(..), noLoc )
+
+import List            ( nub )
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatchesFun, tcMatchesCase}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 @tcMatchesFun@ typechecks a @[Match]@ list which occurs in a
 @FunMonoBind@.  The second argument is the name of the function, which
 is used in error messages.  It checks that all the equations have the
 same number of arguments before using @tcMatches@ to do the work.
 
 \begin{code}
-tcMatchesFun :: E -> Name 
-            -> UniType                 -- Expected type
-            -> [RenamedMatch]
-            -> TcM ([TypecheckedMatch], LIE)
-
-tcMatchesFun e fun_name expected_ty matches@(first_match:_)
-  =     -- Set the location to that of the first equation, so that
+tcMatchesFun :: Name
+            -> [LMatch Name]
+            -> Expected TcRhoType              -- Expected type
+            -> TcM [LMatch TcId]
+
+tcMatchesFun fun_name matches@(first_match:_) expected_ty
+  =     -- Check that they all have the same no of arguments
+        -- Location is in the monad, set the caller so that 
         -- any inter-equation error messages get some vaguely
         -- sensible location.  Note: we have to do this odd
         -- ann-grabbing, because we don't always have annotations in
         -- hand when we call tcMatchesFun...
-
-    addSrcLocTc (get_Match_loc first_match)     (
-
-        -- Check that they all have the same no of arguments
-    checkTc (not (all_same (noOfArgs matches)))
-           (varyingArgsErr fun_name matches) `thenTc_`
+    checkTc (sameNoOfArgs matches)
+           (varyingArgsErr fun_name matches)                    `thenM_`
 
        -- ToDo: Don't use "expected" stuff if there ain't a type signature
        -- because inconsistency between branches
        -- may show up as something wrong with the (non-existent) type signature
 
-       -- We need to substitute so that we can see as much about the type as possible
-    applyTcSubstToTy expected_ty       `thenNF_Tc` \ expected_ty' ->
-    tcMatchesExpected e expected_ty' (\ m -> FunMonoBindsCtxt fun_name [m]) matches
-
-    )
+       -- No need to zonk expected_ty, because subFunTys does that on the fly
+    tcMatches match_ctxt matches expected_ty
   where
-    all_same :: [Int] -> Bool
-    all_same []            = True      -- Should never happen (ToDo: panic?)
-    all_same [x]    = True
-    all_same (x:xs) = all ((==) x) xs
+    match_ctxt = MC { mc_what = FunRhs fun_name,
+                     mc_body = tcMonoExpr }
 \end{code}
 
 @tcMatchesCase@ doesn't do the argument-count check because the
 parser guarantees that each equation has exactly one argument.
 
 \begin{code}
-tcMatchesCase :: E -> [RenamedMatch]
-             -> TcM ([TypecheckedMatch], LIE, UniType)
-
-tcMatchesCase e matches
-  =
+tcMatchesCase :: TcMatchCtxt           -- Case context
+             -> [LMatch Name]          -- The case alternatives
+             -> Expected TcRhoType     -- Type of whole case expressions
+             -> TcM (TcRhoType,        -- Inferred type of the scrutinee
+                     [LMatch TcId])    -- Translated alternatives
+
+tcMatchesCase ctxt matches (Check expr_ty)
+  =    -- This case is a bit yukky, because it prevents the
+       -- scrutinee being higher-ranked, which might just possible
+       -- matter if we were seq'ing on it.  But it's awkward to fix.
+    newTyVarTy openTypeKind                                            `thenM` \ scrut_ty ->
+    tcMatches ctxt matches (Check (mkFunTy scrut_ty expr_ty))  `thenM` \ matches' ->
+    returnM (scrut_ty, matches')
+
+tcMatchesCase ctxt matches (Infer hole)
+  = newHole                                    `thenM` \ fun_hole ->
+    tcMatches ctxt matches (Infer fun_hole)    `thenM` \ matches' ->
+    readMutVar fun_hole                                `thenM` \ fun_ty ->
+       -- The result of tcMatches is bound to be a function type
+    unifyFunTy fun_ty                          `thenM` \ (scrut_ty, res_ty) ->
+    writeMutVar hole res_ty                    `thenM_` 
+    returnM (scrut_ty, matches')
+    
+
+tcMatchLambda :: LMatch Name -> Expected TcRhoType -> TcM (LMatch TcId)
+tcMatchLambda match res_ty = tcMatch match_ctxt res_ty match
+  where
+    match_ctxt = MC { mc_what = LambdaExpr,
+                     mc_body = tcMonoExpr }
+\end{code}
 
-        -- Typecheck them
-    tcMatches e matches                        `thenTc` \ (matches', lie, tys@(first_ty:_)) ->
+@tcGRHSsPat@ typechecks @[GRHSs]@ that occur in a @PatMonoBind@.
 
-       -- Set the location to that of the first equation, so that
-       -- any inter-equation error messages get some vaguely sensible location
-    addSrcLocTc (get_Match_loc (head matches)) (
-           unifyTauTyList tys (CaseBranchesCtxt matches)
-    )                                   `thenTc_`
+\begin{code}
+tcGRHSsPat :: GRHSs Name
+          -> Expected TcRhoType
+          -> TcM (GRHSs TcId)
+tcGRHSsPat grhss exp_ty = tcGRHSs match_ctxt grhss exp_ty
+  where
+    match_ctxt = MC { mc_what = PatBindRhs,
+                     mc_body = tcMonoExpr }
+\end{code}
 
-    returnTc (matches', lie, first_ty)
+\begin{code}
+data TcMatchCtxt       -- c.f. TcStmtCtxt, also in this module
+  = MC { mc_what :: HsMatchContext Name,       -- What kind of thing this is
+        mc_body :: LHsExpr Name                -- Type checker for a body of an alternative
+                   -> Expected TcRhoType 
+                   -> TcM (LHsExpr TcId) }     
+
+tcMatches :: TcMatchCtxt
+         -> [LMatch Name]
+         -> Expected TcRhoType
+         -> TcM [LMatch TcId]
+
+tcMatches ctxt matches exp_ty
+  =    -- If there is more than one branch, and exp_ty is a 'hole',
+       -- all branches must be types, not type schemes, otherwise the
+       -- order in which we check them would affect the result.
+    zapExpectedBranches matches exp_ty         `thenM` \ exp_ty' ->
+    mappM (tcMatch ctxt exp_ty') matches
 \end{code}
 
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatch}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-tcMatchesExpected :: E 
-                 -> UniType 
-                 -> (RenamedMatch -> UnifyErrContext)
-                 -> [RenamedMatch] 
-                 -> TcM ([TypecheckedMatch], LIE)
-
-tcMatchesExpected e expected_ty err_ctxt_fn [match]
-  = addSrcLocTc (get_Match_loc match) (
-       tcMatchExpected e expected_ty (err_ctxt_fn match) match
-    )                                          `thenTc` \ (match',  lie) ->
-    returnTc ([match'], lie)
-
-tcMatchesExpected e expected_ty err_ctxt_fn ms@(match1 : matches)
-  = addSrcLocTc (get_Match_loc match1) (
-       tcMatchExpected e expected_ty (err_ctxt_fn match1) match1
-    )                                                  `thenTc` \ (match1',  lie1) ->
-    tcMatchesExpected e expected_ty err_ctxt_fn matches        `thenTc` \ (matches', lie2) ->
-    returnTc (match1' : matches', plusLIE lie1 lie2)
-
-tcMatches :: E -> [RenamedMatch] -> TcM ([TypecheckedMatch], LIE, [UniType])
-
-tcMatches e [match]
-  = tcMatch e match            `thenTc` \ (match', lie, ty) ->
-    returnTc ([match'], lie, [ty])
-
-tcMatches e ms@(match1 : matches)
-  = addSrcLocTc (get_Match_loc match1) (
-       tcMatch e match1
-    )                          `thenTc` \ (match1',  lie1, match1_ty) ->
-    tcMatches e matches                `thenTc` \ (matches', lie2, matches_ty) ->
-    returnTc (match1' : matches', plusLIE lie1 lie2, match1_ty : matches_ty)
+tcMatch :: TcMatchCtxt
+       -> Expected TcRhoType   -- Expected result-type of the Match.
+                       -- Early unification with this guy gives better error messages
+                       -- We regard the Match as having type 
+                       --      (ty1 -> ... -> tyn -> result_ty)
+                       -- where there are n patterns.
+       -> LMatch Name
+       -> TcM (LMatch TcId)
+
+tcMatch ctxt exp_ty match = wrapLocM (tc_match ctxt exp_ty) match
+
+tc_match ctxt expected_ty match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss)
+  = addErrCtxt (matchCtxt (mc_what ctxt) match)        $       -- I'm not sure why, so I put it back
+    subFunTys pats expected_ty                 $ \ pats_w_tys rhs_ty ->
+       -- This is the unique place we call subFunTys
+       -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
+       -- to make arg_ty and rest_ty as "holes" too.
+    tcMatchPats pats_w_tys rhs_ty (tc_grhss rhs_ty)    `thenM` \ (pats', grhss', ex_binds) ->
+    returnM (Match pats' Nothing (glueBindsOnGRHSs ex_binds grhss'))
+
+  where
+    tc_grhss rhs_ty 
+       = case maybe_rhs_sig of  -- Deal with the result signature
+           Nothing  ->  tcGRHSs ctxt grhss rhs_ty
+
+           Just sig ->  tcAddScopedTyVars [sig]        $
+                               -- Bring into scope the type variables in the signature
+                        tcHsSigType ResSigCtxt sig                                     `thenM` \ sig_ty ->
+                        tcThingWithSig sig_ty (tcGRHSs ctxt grhss . Check) rhs_ty      `thenM` \ (co_fn, grhss') ->
+
+                       -- Pushes the coercion down to the right hand sides,
+                       -- because there is no convenient place to hang it otherwise.
+                        if isIdCoercion co_fn then
+                               returnM grhss'
+                        else
+                        readExpectedType rhs_ty                `thenM` \ rhs_ty' ->
+                        returnM (lift_grhss co_fn rhs_ty' grhss')
+
+lift_grhss co_fn rhs_ty (GRHSs grhss binds ty)
+  = GRHSs (map (fmap lift_grhs) grhss) binds rhs_ty    -- Change the type, since the coercion does
+  where
+    lift_grhs (GRHS stmts) = GRHS (map lift_stmt stmts)
+             
+    lift_stmt (L loc (ResultStmt e)) = L loc (ResultStmt (fmap (co_fn <$>) e))
+    lift_stmt stmt                  = stmt
+
+tcGRHSs :: TcMatchCtxt -> GRHSs Name
+       -> Expected TcRhoType
+       -> TcM (GRHSs TcId)
+
+  -- Special case when there is just one equation with a degenerate 
+  -- guard; then we pass in the full Expected type, so that we get
+  -- good inference from simple things like
+  --   f = \(x::forall a.a->a) -> <stuff>
+  -- This is a consequence of the fact that tcStmts takes a TcType,
+  -- not a Expected TcType, a decision we could revisit if necessary
+tcGRHSs ctxt (GRHSs [L loc1 (GRHS [L loc2 (ResultStmt rhs)])] binds _) exp_ty
+  = tcBindsAndThen glueBindsOnGRHSs binds      $
+    mc_body ctxt rhs exp_ty                    `thenM` \ rhs' ->
+    readExpectedType exp_ty                    `thenM` \ exp_ty' ->
+    returnM (GRHSs [L loc1 (GRHS [L loc2 (ResultStmt rhs')])] [] exp_ty')
+
+tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds _) exp_ty
+  = tcBindsAndThen glueBindsOnGRHSs binds      $
+    zapExpectedType exp_ty                     `thenM` \ exp_ty' ->
+       -- Even if there is only one guard, we zap the RHS type to
+       -- a monotype.  Reason: it makes tcStmts much easier,
+       -- and even a one-armed guard has a notional second arm
+    let
+      stmt_ctxt = SC { sc_what = PatGuard (mc_what ctxt), 
+                      sc_rhs  = tcCheckRho, 
+                      sc_body = sc_body,
+                      sc_ty   = exp_ty' }
+      sc_body body = mc_body ctxt body (Check exp_ty')
+
+      tc_grhs (GRHS guarded)
+       = tcStmts stmt_ctxt  guarded    `thenM` \ guarded' ->
+         returnM (GRHS guarded')
+    in
+    mappM (wrapLocM tc_grhs) grhss     `thenM` \ grhss' ->
+    returnM (GRHSs grhss' [] exp_ty')
 \end{code}
 
+
 \begin{code}
-tcMatchExpected 
-       :: E 
-       -> UniType              -- This gives the expected
-                               -- result-type of the Match.  Early unification
-                               -- with this guy gives better error messages
-       -> UnifyErrContext 
-       -> RenamedMatch         
-       -> TcM (TypecheckedMatch,LIE)
-                               -- NB No type returned, because it was passed
-                               -- in instead!
-
-tcMatchExpected e expected_ty err_ctxt the_match@(PatMatch pat match)
-  = case maybeUnpackFunTy expected_ty of
-
-       Nothing ->                      -- Not a function type (eg type variable)
-                                       -- So use tcMatch instead
-           tcMatch e the_match                         `thenTc`   \ (match', lie_match, match_ty) ->
-           unifyTauTy match_ty expected_ty err_ctxt    `thenTc_`
-           returnTc (match', lie_match)
-
-       Just (arg_ty,rest_ty) ->        -- It's a function type!
-           let binders = collectPatBinders pat
-           in
-           mkIdsWithOpenTyVarTys binders    `thenNF_Tc` \ lve ->
-           let e' = growE_LVE e lve
-           in
-           tcPat e' pat                `thenTc`   \ (pat',   lie_pat,   pat_ty) ->
-
-           unifyTauTy arg_ty pat_ty err_ctxt         `thenTc_`
-           tcMatchExpected e' rest_ty err_ctxt match `thenTc` \ (match', lie_match) ->
-           returnTc (PatMatch pat' match',
-                         plusLIE lie_pat lie_match)
-
-tcMatchExpected e expected_ty err_ctxt (GRHSMatch grhss_and_binds)
-  = tcGRHSsAndBinds e grhss_and_binds          `thenTc` \ (grhss_and_binds', lie, grhss_ty) ->
-    unifyTauTy grhss_ty expected_ty err_ctxt   `thenTc_`
-    returnTc (GRHSMatch grhss_and_binds', lie)
-
-tcMatch        :: E 
-       -> RenamedMatch         
-       -> TcM (TypecheckedMatch,LIE,UniType)
-
-tcMatch e (PatMatch pat match)
-  = let binders = collectPatBinders pat
-    in
-    mkIdsWithOpenTyVarTys binders    `thenNF_Tc` \ lve ->
-    let e' = growE_LVE e lve
-    in
-    tcPat e' pat               `thenTc`   \ (pat',   lie_pat,   pat_ty) ->
-    tcMatch e' match           `thenTc`   \ (match', lie_match, match_ty) ->
+tcThingWithSig :: TcSigmaType          -- Type signature
+              -> (TcRhoType -> TcM r)  -- How to type check the thing inside
+              -> Expected TcRhoType    -- Overall expected result type
+              -> TcM (ExprCoFn, r)
+-- Used for expressions with a type signature, and for result type signatures
+
+tcThingWithSig sig_ty thing_inside res_ty
+  | not (isSigmaTy sig_ty)
+  = thing_inside sig_ty                `thenM` \ result ->
+    tcSubExp res_ty sig_ty     `thenM` \ co_fn ->
+    returnM (co_fn, result)
+
+  | otherwise  -- The signature has some outer foralls
+  =    -- Must instantiate the outer for-alls of sig_tc_ty
+       -- else we risk instantiating a ? res_ty to a forall-type
+       -- which breaks the invariant that tcMonoExpr only returns phi-types
+    tcGen sig_ty emptyVarSet thing_inside      `thenM` \ (gen_fn, result) ->
+    tcInstCall SignatureOrigin sig_ty          `thenM` \ (inst_fn, inst_sig_ty) ->
+    tcSubExp res_ty inst_sig_ty                        `thenM` \ co_fn ->
+    returnM (co_fn <.> inst_fn <.> gen_fn,  result)
+       -- Note that we generalise, then instantiate. Ah well.
+\end{code}
 
---    We don't do this any more, do we?
---    applyTcSubstToTy pat_ty  `thenNF_Tc`\ pat_ty' ->
 
-    returnTc (PatMatch pat' match',
-             plusLIE lie_pat lie_match,
-             mkFunTy pat_ty match_ty)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatchPats}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}     
+tcMatchPats
+       :: [(LPat Name, Expected TcRhoType)]
+       -> Expected TcRhoType
+       -> TcM a
+       -> TcM ([LPat TcId], a, HsBindGroup TcId)
+-- Typecheck the patterns, extend the environment to bind the variables,
+-- do the thing inside, use any existentially-bound dictionaries to 
+-- discharge parts of the returning LIE, and deal with pattern type
+-- signatures
+
+tcMatchPats pats_w_tys body_ty thing_inside
+  =    -- STEP 1: Bring pattern-signature type variables into scope
+    tcAddScopedTyVars (collectSigTysFromPats (map fst pats_w_tys))     (
+
+       -- STEP 2: Typecheck the patterns themselves, gathering all the stuff
+       --         then do the thing inside
+        getLIE (tc_match_pats pats_w_tys thing_inside)
+
+    ) `thenM` \ ((pats', ex_tvs, ex_ids, ex_lie, result), lie_req) -> 
+
+       -- STEP 4: Check for existentially bound type variables
+       -- Do this *outside* the scope of the tcAddScopedTyVars, else checkSigTyVars
+       -- complains that 'a' is captured by the inscope 'a'!  (Test (d) in checkSigTyVars.)
+       --
+       -- I'm a bit concerned that lie_req1 from an 'inner' pattern in the list
+       -- might need (via lie_req2) something made available from an 'outer' 
+       -- pattern.  But it's inconvenient to deal with, and I can't find an example
+    tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req 
+                         pats_w_tys body_ty            `thenM` \ ex_binds ->
+       -- NB: we *must* pass "pats_w_tys" not just "body_ty" to tcCheckExistentialPat
+       -- For example, we must reject this program:
+       --      data C = forall a. C (a -> Int) 
+       --      f (C g) x = g x
+       -- Here, result_ty will be simply Int, but expected_ty is (C -> a -> Int).
+
+    returnM (pats', result, HsBindGroup ex_binds [] Recursive)
+
+tc_match_pats [] thing_inside
+  = thing_inside       `thenM` \ answer ->
+    returnM ([], emptyBag, [], [], answer)
+
+tc_match_pats ((pat,pat_ty):pats) thing_inside
+  = tcPat tcMonoPatBndr pat pat_ty     `thenM` \ (pat', ex_tvs, pat_bndrs, ex_lie) ->
+    let
+       xve    = bagToList pat_bndrs
+       ex_ids = [id | (_, id) <- xve]
+               -- ex_ids is all the pattern-bound Ids, a superset
+               -- of the existential Ids used in checkExistentialPat
+    in
+    tcExtendLocalValEnv2 xve                   $
+    tc_match_pats pats thing_inside    `thenM` \ (pats', exs_tvs, exs_ids, exs_lie, answer) ->
+    returnM (  pat':pats',
+               ex_tvs `unionBags` exs_tvs,
+               ex_ids ++ exs_ids,
+               ex_lie ++ exs_lie,
+               answer
+    )
 
-tcMatch e (GRHSMatch grhss_and_binds)
-  = tcGRHSsAndBinds e grhss_and_binds   `thenTc` \ (grhss_and_binds', lie, grhss_ty) ->
-    returnTc (GRHSMatch grhss_and_binds', lie, grhss_ty)
+
+tcCheckExistentialPat :: Bag TcTyVar   -- Existentially quantified tyvars bound by pattern
+                     -> [TcId]         -- Ids bound by this pattern; used 
+                                       --   (a) by bindsInstsOfLocalFuns
+                                       --   (b) to generate helpful error messages
+                     -> [Inst]         --   and context
+                     -> [Inst]         -- Required context
+                     -> [(pat,Expected TcRhoType)]     -- Types of the patterns
+                     -> Expected TcRhoType             -- Type of the body of the match
+                                                       -- Tyvars in either of these must not escape
+                     -> TcM TcDictBinds        -- LIE to float out and dict bindings
+tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req pats_w_tys body_ty
+  | isEmptyBag ex_tvs && all not_overloaded ex_ids
+       -- Short cut for case when there are no existentials
+       -- and no polymorphic overloaded variables
+       --  e.g. f :: (forall a. Ord a => a -> a) -> Int -> Int
+       --       f op x = ....
+       --  Here we must discharge op Methods
+  = ASSERT( null ex_lie )
+    extendLIEs lie_req         `thenM_` 
+    returnM emptyBag
+
+  | otherwise
+  =    -- Read the by-now-filled-in expected types
+    mapM readExpectedType (body_ty : map snd pats_w_tys)       `thenM` \ tys ->
+    addErrCtxtM (sigPatCtxt tv_list ex_ids tys)                        $
+
+       -- In case there are any polymorpic, overloaded binders in the pattern
+       -- (which can happen in the case of rank-2 type signatures, or data constructors
+       -- with polymorphic arguments), we must do a bindInstsOfLocalFns here
+    getLIE (bindInstsOfLocalFuns lie_req ex_ids)       `thenM` \ (inst_binds, lie) ->
+
+       -- Deal with overloaded functions bound by the pattern
+    tcSimplifyCheck doc tv_list ex_lie lie             `thenM` \ dict_binds ->
+
+       -- Check for type variable escape
+    checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfTypes tys) tv_list              `thenM_` 
+
+    returnM (dict_binds `unionBags` inst_binds)
+  where
+    doc     = text ("existential context of a data constructor")
+    tv_list = bagToList ex_tvs
+    not_overloaded id = not (isOverloadedTy (idType id))
 \end{code}
 
 
-@noOfArgs@ takes a @[RenamedMatch]@ and returns a list telling how
-many arguments were used in each of the equations.  This is used to
-report a sensible error message when different equations have
-different numbers of arguments.
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{@tcDoStmts@ typechecks a {\em list} of do statements}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-noOfArgs :: [RenamedMatch] -> [Int]
+tcDoStmts :: HsStmtContext Name 
+         -> [LStmt Name] -> ReboundNames Name
+         -> TcRhoType          -- To keep it simple, we don't have an "expected" type here
+         -> TcM ([LStmt TcId], ReboundNames TcId)
+tcDoStmts PArrComp stmts method_names res_ty
+  = unifyPArrTy res_ty                                 `thenM` \elt_ty ->
+    tcComprehension PArrComp mkPArrTy elt_ty stmts     `thenM` \ stmts' ->
+    returnM (stmts', [{- unused -}])
+
+tcDoStmts ListComp stmts method_names res_ty
+  = unifyListTy res_ty                         `       thenM` \ elt_ty ->
+    tcComprehension ListComp mkListTy elt_ty stmts     `thenM` \ stmts' ->
+    returnM (stmts', [{- unused -}])
+
+tcDoStmts do_or_mdo stmts method_names res_ty
+  = newTyVarTy (mkArrowKind liftedTypeKind liftedTypeKind)     `thenM` \ m_ty ->
+    newTyVarTy liftedTypeKind                                  `thenM` \ elt_ty ->
+    unifyTauTy res_ty (mkAppTy m_ty elt_ty)                    `thenM_`
+    let
+       ctxt = SC { sc_what = do_or_mdo,
+                   sc_rhs  = \ rhs rhs_elt_ty -> tcCheckRho rhs (mkAppTy m_ty rhs_elt_ty),
+                   sc_body = \ body -> tcCheckRho body res_ty,
+                   sc_ty   = res_ty }
+    in 
+    tcStmts ctxt stmts                                         `thenM` \ stmts' ->
+
+       -- Build the then and zero methods in case we need them
+       -- It's important that "then" and "return" appear just once in the final LIE,
+       -- not only for typechecker efficiency, but also because otherwise during
+       -- simplification we end up with silly stuff like
+       --      then = case d of (t,r) -> t
+       --      then = then
+       -- where the second "then" sees that it already exists in the "available" stuff.
+    mapM (tcSyntaxName DoOrigin m_ty) method_names               `thenM` \ methods ->
+
+    returnM (stmts', methods)
+
+tcComprehension do_or_lc mk_mty elt_ty stmts
+  = tcStmts ctxt stmts
+  where
+    ctxt = SC { sc_what = do_or_lc,
+               sc_rhs  = \ rhs rhs_elt_ty -> tcCheckRho rhs (mk_mty rhs_elt_ty),
+               sc_body = \ body -> tcCheckRho body elt_ty,     -- Note: no mk_mty!
+               sc_ty   = mk_mty elt_ty }
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcStmts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Typechecking statements is rendered a bit tricky by parallel list comprehensions:
+
+       [ (g x, h x) | ... ; let g v = ...
+                    | ... ; let h v = ... ]
+
+It's possible that g,h are overloaded, so we need to feed the LIE from the
+(g x, h x) up through both lots of bindings (so we get the bindInstsOfLocalFuns).
+Similarly if we had an existential pattern match:
+
+       data T = forall a. Show a => C a
+
+       [ (show x, show y) | ... ; C x <- ...
+                          | ... ; C y <- ... ]
+
+Then we need the LIE from (show x, show y) to be simplified against
+the bindings for x and y.  
 
-noOfArgs ms = map args_in_match ms
+It's difficult to do this in parallel, so we rely on the renamer to 
+ensure that g,h and x,y don't duplicate, and simply grow the environment.
+So the binders of the first parallel group will be in scope in the second
+group.  But that's fine; there's no shadowing to worry about.
+
+\begin{code}
+tcStmts ctxt stmts
+  = ASSERT( notNull stmts )
+    tcStmtsAndThen (:) ctxt stmts (returnM [])
+
+data TcStmtCtxt 
+  = SC { sc_what :: HsStmtContext Name,                                -- What kind of thing this is
+        sc_rhs  :: LHsExpr Name -> TcType -> TcM (LHsExpr TcId),       -- Type checker for RHS computations
+        sc_body :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId),         -- Type checker for return computation
+        sc_ty   :: TcType }                                    -- Return type; used *only* to check
+                                                               -- for escape in existential patterns
+tcStmtsAndThen
+       :: (LStmt TcId -> thing -> thing)       -- Combiner
+       -> TcStmtCtxt
+        -> [LStmt Name]
+       -> TcM thing
+        -> TcM thing
+
+       -- Base case
+tcStmtsAndThen combine ctxt [] thing_inside
+  = thing_inside
+
+tcStmtsAndThen combine ctxt (stmt:stmts) thing_inside
+  = tcStmtAndThen  combine ctxt stmt  $
+    tcStmtsAndThen combine ctxt stmts $
+    thing_inside
+
+       -- LetStmt
+tcStmtAndThen combine ctxt (L _ (LetStmt binds)) thing_inside
+  = tcBindsAndThen             -- No error context, but a binding group is
+       (glue_binds combine)    -- rather a large thing for an error context anyway
+       binds
+       thing_inside
+
+       -- BindStmt
+tcStmtAndThen combine ctxt (L src_loc stmt@(BindStmt pat exp)) thing_inside
+  = addSrcSpan src_loc                                 $
+    addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt)                    $
+    newTyVarTy liftedTypeKind                          `thenM` \ pat_ty ->
+    sc_rhs ctxt exp pat_ty                             `thenM` \ exp' ->
+    tcMatchPats [(pat, Check pat_ty)] (Check (sc_ty ctxt)) (
+       popErrCtxt thing_inside
+    )                                                  `thenM` \ ([pat'], thing, dict_binds) ->
+    returnM (combine (L src_loc (BindStmt pat' exp'))
+                    (glue_binds combine dict_binds thing))
+
+       -- ExprStmt
+tcStmtAndThen combine ctxt (L src_loc stmt@(ExprStmt exp _)) thing_inside
+  = addSrcSpan src_loc         (
+       addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt) $
+       if isDoExpr (sc_what ctxt)
+       then    -- do or mdo; the expression is a computation
+               newTyVarTy openTypeKind         `thenM` \ any_ty ->
+               sc_rhs ctxt exp any_ty          `thenM` \ exp' ->
+               returnM (L src_loc (ExprStmt exp' any_ty))
+       else    -- List comprehensions, pattern guards; expression is a boolean
+               tcCheckRho exp boolTy           `thenM` \ exp' ->
+               returnM (L src_loc (ExprStmt exp' boolTy))
+    )                                          `thenM` \ stmt' ->
+
+    thing_inside                               `thenM` \ thing ->
+    returnM (combine stmt' thing)
+
+
+       -- ParStmt
+tcStmtAndThen combine ctxt (L src_loc (ParStmt bndr_stmts_s)) thing_inside
+  = loop bndr_stmts_s          `thenM` \ (pairs', thing) ->
+    returnM (combine (L src_loc (ParStmt pairs')) thing)
   where
-    args_in_match :: RenamedMatch -> Int
-    args_in_match (GRHSMatch _) = 0
-    args_in_match (PatMatch _ match) = 1 + args_in_match match
+    loop [] = thing_inside             `thenM` \ thing ->
+             returnM ([], thing)
+
+    loop ((stmts, bndrs) : pairs)
+      = tcStmtsAndThen combine_par ctxt stmts $
+                       -- Notice we pass on ctxt; the result type is used only
+                       -- to get escaping type variables for checkExistentialPat
+       tcLookupLocalIds bndrs          `thenM` \ bndrs' ->
+       loop pairs                      `thenM` \ (pairs', thing) ->
+       returnM (([], bndrs') : pairs', thing)
+
+    combine_par stmt ((stmts, bndrs) : pairs , thing) = ((stmt:stmts, bndrs) : pairs, thing)
+
+       -- RecStmt
+tcStmtAndThen combine ctxt (L src_loc (RecStmt stmts laterNames recNames _)) thing_inside
+  = newTyVarTys (length recNames) liftedTypeKind               `thenM` \ recTys ->
+    let
+       rec_ids = zipWith mkLocalId recNames recTys
+    in
+    tcExtendLocalValEnv rec_ids                        $
+    tcStmtsAndThen combine_rec ctxt stmts (
+       mappM tc_ret (recNames `zip` recTys)    `thenM` \ rec_rets ->
+       tcLookupLocalIds laterNames             `thenM` \ later_ids ->
+       returnM ([], (later_ids, rec_rets))
+    )                                          `thenM` \ (stmts', (later_ids, rec_rets)) ->
+
+    tcExtendLocalValEnv later_ids              $
+       -- NB:  The rec_ids for the recursive things 
+       --      already scope over this part
+    thing_inside                               `thenM` \ thing ->
+  
+    returnM (combine (L src_loc (RecStmt stmts' later_ids rec_ids rec_rets)) thing)
+  where 
+    combine_rec stmt (stmts, thing) = (stmt:stmts, thing)
+
+    -- Unify the types of the "final" Ids with those of "knot-tied" Ids
+    tc_ret (rec_name, mono_ty)
+       = tcLookupId rec_name                           `thenM` \ poly_id ->
+               -- poly_id may have a polymorphic type
+               -- but mono_ty is just a monomorphic type variable
+         tcSubExp (Check mono_ty) (idType poly_id)     `thenM` \ co_fn ->
+         returnM (L src_loc (co_fn <$> HsVar poly_id))
+
+       -- Result statements
+tcStmtAndThen combine ctxt (L src_loc stmt@(ResultStmt exp)) thing_inside
+  = addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt) (sc_body ctxt exp) `thenM` \ exp' ->
+    thing_inside                                       `thenM` \ thing ->
+    returnM (combine (L src_loc (ResultStmt exp')) thing)
+
+
+------------------------------
+glue_binds combine binds thing = combine (noLoc (LetStmt [binds])) thing
+       -- ToDo: fix the noLoc
 \end{code}
 
-@get_Match_loc@ takes a @RenamedMatch@ and returns the
-source-location gotten from the GRHS inside.
-THis is something of a nuisance, but no more.
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Errors and contexts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@sameNoOfArgs@ takes a @[RenamedMatch]@ and decides whether the same
+number of args are used in each equation.
+
+\begin{code}
+sameNoOfArgs :: [LMatch Name] -> Bool
+sameNoOfArgs matches = isSingleton (nub (map args_in_match matches))
+  where
+    args_in_match :: LMatch Name -> Int
+    args_in_match (L _ (Match pats _ _)) = length pats
+\end{code}
 
 \begin{code}
-get_Match_loc     :: RenamedMatch   -> SrcLoc
-
-get_Match_loc (PatMatch _ m)    = get_Match_loc m
-get_Match_loc (GRHSMatch (GRHSsAndBindsIn (g:_) _))
-      = get_GRHS_loc g
-      where
-       get_GRHS_loc (OtherwiseGRHS _ locn) = locn
-       get_GRHS_loc (GRHS _ _ locn)        = locn
+varyingArgsErr name matches
+  = sep [ptext SLIT("Varying number of arguments for function"), quotes (ppr name)]
+
+matchCtxt ctxt  match  = hang (ptext SLIT("In") <+> pprMatchContext ctxt <> colon) 
+                             4 (pprMatch ctxt match)
+
+stmtCtxt ctxt stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pp_ctxt (sc_what ctxt) <> colon) 4 (ppr stmt)
+       where
+         pp_ctxt  = case stmt of
+                       ResultStmt _ -> pprStmtResultContext
+                       other        -> pprStmtContext
+                       
+sigPatCtxt bound_tvs bound_ids tys tidy_env 
+  =    -- tys is (body_ty : pat_tys)  
+    mapM zonkTcType tys                `thenM` \ tys' ->
+    let
+       (env1,  tidy_tys) = tidyOpenTypes tidy_env (map idType show_ids)
+       (_env2, tidy_body_ty : tidy_pat_tys) = tidyOpenTypes env1 tys'
+    in
+    returnM (env1,
+                sep [ptext SLIT("When checking an existential match that binds"),
+                     nest 4 (vcat (zipWith ppr_id show_ids tidy_tys)),
+                     ptext SLIT("The pattern(s) have type(s):") <+> vcat (map ppr tidy_pat_tys),
+                     ptext SLIT("The body has type:") <+> ppr tidy_body_ty
+               ])
+  where
+    show_ids = filter is_interesting bound_ids
+    is_interesting id = any (`elemVarSet` idFreeTyVars id) bound_tvs
+
+    ppr_id id ty = ppr id <+> dcolon <+> ppr ty
+       -- Don't zonk the types so we get the separate, un-unified versions
 \end{code}