[project @ 2005-04-04 11:55:11 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index 69af3b2..afbf379 100644 (file)
@@ -1,39 +1,65 @@
 %
-% (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, tcMatchesCase, tcMatchExpected ) where
+module TcMatches ( tcMatchesFun, tcGRHSsPat, tcMatchesCase, tcMatchLambda,
+                  matchCtxt,
+                  tcDoStmts, tcStmts, tcMDoStmt, tcGuardStmt, tcThingWithSig,
+                  tcMatchPats,
+                  TcMatchCtxt(..)
+       ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-} TcGRHSs ( tcGRHSsAndBinds )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcCheckRho, tcInferRho, tcMonoExpr, tcCheckSigma )
 
-import HsSyn           ( HsBinds(..), Match(..), GRHSsAndBinds(..), GRHS(..),
-                         HsExpr(..), MonoBinds(..),
-                         collectPatBinders, pprMatch, getMatchLoc
+import HsSyn           ( HsExpr(..), LHsExpr, MatchGroup(..),
+                         Match(..), LMatch, GRHSs(..), GRHS(..), 
+                         Stmt(..), LStmt, HsMatchContext(..), HsStmtContext(..),
+                         LPat, pprMatch, isIrrefutableHsPat,
+                         pprMatchContext, pprStmtContext, pprMatchRhsContext,
+                         collectPatsBinders, glueBindsOnGRHSs, noSyntaxExpr
                        )
-import RnHsSyn         ( RenamedMatch )
-import TcHsSyn         ( TcIdBndr, TcMatch )
-
-import TcMonad
-import Inst            ( Inst, LIE, plusLIE )
-import TcEnv           ( TcIdOcc(..), newMonoIds )
-import TcPat           ( tcPat )
-import TcType          ( TcType, TcMaybe, zonkTcType )
+import TcHsSyn         ( ExprCoFn, isIdCoercion, (<$>), (<.>) )
+
+import TcRnMonad
+import TcHsType                ( tcHsPatSigType, UserTypeCtxt(..) )
+import Inst            ( tcInstCall, newMethodFromName )
+import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcLookupId, tcExtendIdEnv, 
+                         tcExtendTyVarEnv )
+import TcPat           ( PatCtxt(..), tcPats )
+import TcMType         ( newTyFlexiVarTy, newTyFlexiVarTys, zonkTcType ) 
+import TcType          ( TcType, TcTyVar, TcSigmaType, TcRhoType, mkFunTys,
+                         tyVarsOfTypes, tidyOpenTypes, isSigmaTy, 
+                         liftedTypeKind, openTypeKind, mkFunTy, mkAppTy )
+import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
+import TcUnify         ( Expected(..), zapExpectedType, readExpectedType,
+                         unifyTauTy, subFunTys, unifyTyConApp,
+                         checkSigTyVarsWrt, zapExpectedBranches, tcSubExp, tcGen,
+                         unifyAppTy, zapToListTy, zapToTyConApp )
 import TcSimplify      ( bindInstsOfLocalFuns )
-import Unify           ( unifyTauTy, unifyTauTyList, unifyFunTy )
-import Name            ( Name {- instance Outputable -} )
-
-import Kind            ( Kind, mkTypeKind )
-import BasicTypes      ( RecFlag(..) )
-import Type            ( isTyVarTy, isTauTy, mkFunTy, splitFunTy_maybe )
-import Util
+import Name            ( Name )
+import TysWiredIn      ( stringTy, boolTy, parrTyCon, listTyCon, mkListTy, mkPArrTy )
+import PrelNames       ( bindMName, returnMName, mfixName, thenMName, failMName )
+import Id              ( idType, mkLocalId )
+import TyCon           ( TyCon )
+import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
+import VarSet
+import Util            ( isSingleton )
 import Outputable
-import SrcLoc           (SrcLoc)
+import SrcLoc          ( Located(..) )
+
+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
@@ -41,151 +67,583 @@ same number of arguments before using @tcMatches@ to do the work.
 
 \begin{code}
 tcMatchesFun :: Name
-            -> TcType s                -- Expected type
-            -> [RenamedMatch]
-            -> TcM s ([TcMatch s], LIE s)
-
-tcMatchesFun fun_name expected_ty matches@(first_match:_)
-  =     -- Set the location to that of the first equation, 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...
-
-    tcAddSrcLoc (getMatchLoc first_match)       (
-
-        -- Check that they all have the same no of arguments
-    checkTc (all_same (noOfArgs matches))
-           (varyingArgsErr fun_name matches) `thenTc_`
+            -> MatchGroup Name
+            -> Expected TcRhoType      -- Expected type of function
+            -> TcM (MatchGroup TcId)   -- Returns type of body
+
+tcMatchesFun fun_name matches exp_ty
+  = do {  -- 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...
+         checkTc (sameNoOfArgs matches) (varyingArgsErr fun_name matches)
 
        -- 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
-    zonkTcType expected_ty             `thenNF_Tc` \ expected_ty' ->
-    tcMatchesExpected expected_ty' (MFun fun_name) matches
-
-    )
+               -- This is one of two places places we call subFunTys
+               -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
+               -- to make pat_tys and rhs_ty as "holes" too.
+       ; exp_ty' <- zapExpectedBranches matches exp_ty
+       ; subFunTys matches exp_ty'     $ \ pat_tys rhs_ty -> 
+         tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty matches
+       }
   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 :: TcType s -> [RenamedMatch] -> TcM s ([TcMatch s], LIE s)
-tcMatchesCase expected_ty matches = tcMatchesExpected expected_ty MCase matches
+tcMatchesCase :: TcMatchCtxt           -- Case context
+             -> TcRhoType              -- Type of scrutinee
+             -> MatchGroup Name        -- The case alternatives
+             -> Expected TcRhoType     -- Type of whole case expressions
+             -> TcM (MatchGroup TcId)  -- Translated alternatives
+
+tcMatchesCase ctxt scrut_ty matches exp_ty
+  = do { exp_ty' <- zapExpectedBranches matches exp_ty
+       ; tcMatches ctxt [Check scrut_ty] exp_ty' matches }
+
+tcMatchLambda :: MatchGroup Name -> Expected TcRhoType -> TcM (MatchGroup TcId)
+tcMatchLambda match exp_ty     -- One branch so no unifyBranches needed
+  = subFunTys match exp_ty     $ \ pat_tys rhs_ty ->
+    tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty match
+  where
+    match_ctxt = MC { mc_what = LambdaExpr,
+                     mc_body = tcMonoExpr }
 \end{code}
 
+@tcGRHSsPat@ typechecks @[GRHSs]@ that occur in a @PatMonoBind@.
 
 \begin{code}
-data FunOrCase = MCase | MFun Name     -- Records whether doing  fun or case rhss;
-                                       -- used to produced better error messages
-
-tcMatchesExpected :: TcType s
-                 -> FunOrCase
-                 -> [RenamedMatch]
-                 -> TcM s ([TcMatch s], LIE s)
-
-tcMatchesExpected expected_ty fun_or_case [match]
-  = tcAddSrcLoc (getMatchLoc match)            $
-    tcAddErrCtxt (matchCtxt fun_or_case match) $
-    tcMatchExpected [] expected_ty match       `thenTc` \ (match',  lie) ->
-    returnTc ([match'], lie)
-
-tcMatchesExpected expected_ty fun_or_case (match1 : matches)
-  = tcAddSrcLoc (getMatchLoc match1)   (
-       tcAddErrCtxt (matchCtxt fun_or_case match1)     $
-       tcMatchExpected [] expected_ty  match1
-    )                                                  `thenTc` \ (match1',  lie1) ->
-    tcMatchesExpected expected_ty fun_or_case matches  `thenTc` \ (matches', lie2) ->
-    returnTc (match1' : matches', plusLIE lie1 lie2)
+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}
 
-\begin{code}
-tcMatchExpected
-       :: [TcIdBndr s]         -- Ids bound by enclosing matches
-       -> TcType s             -- This gives the expected
-                               -- result-type of the Match.  Early unification
-                               -- with this guy gives better error messages
-       -> RenamedMatch
-       -> TcM s (TcMatch s,LIE s)      -- NB No type returned, because it was passed
-                                       -- in instead!
-
-tcMatchExpected matched_ids expected_ty the_match@(PatMatch pat match)
-  = unifyFunTy expected_ty             `thenTc` \ (arg_ty, rest_ty) ->
-
-    let binders = collectPatBinders pat
-    in
-    newMonoIds binders mkTypeKind (\ mono_ids ->
-       tcPat pat                       `thenTc` \ (pat', lie_pat, pat_ty) ->
-       unifyTauTy pat_ty arg_ty        `thenTc_`
 
-       tcMatchExpected (mono_ids ++ matched_ids)
-                       rest_ty match   `thenTc` \ (match', lie_match) ->
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatch}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-       returnTc (PatMatch pat' match',
-                 plusLIE lie_pat lie_match)
-    )
+\begin{code}
+tcMatches :: TcMatchCtxt
+         -> [Expected TcRhoType]       -- Expected pattern types
+         -> Expected TcRhoType         -- Expected result-type of the Match.
+         -> MatchGroup Name
+         -> TcM (MatchGroup TcId)
+
+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 ctxt pat_tys rhs_ty (MatchGroup matches _)
+  = do { matches' <- mapM (tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty) matches
+       ; pat_tys' <- mapM readExpectedType pat_tys
+       ; rhs_ty'  <- readExpectedType rhs_ty
+       ; return (MatchGroup matches' (mkFunTys pat_tys' rhs_ty')) }
+
+-------------
+tcMatch :: TcMatchCtxt
+       -> [Expected TcRhoType]         -- Expected pattern types
+       -> Expected TcRhoType           -- Expected result-type of the Match.
+       -> LMatch Name
+       -> TcM (LMatch TcId)
+
+tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty match 
+  = wrapLocM (tc_match ctxt pat_tys rhs_ty) match
+
+tc_match ctxt pat_tys rhs_ty match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss)
+  = addErrCtxt (matchCtxt (mc_what ctxt) match)        $       
+    do { (pats', grhss') <- tcMatchPats pats pat_tys rhs_ty $
+                            tc_grhss ctxt maybe_rhs_sig grhss rhs_ty
+       ; returnM (Match pats' Nothing grhss') }
+
+
+-------------
+tc_grhss ctxt Nothing grhss rhs_ty 
+  = tcGRHSs ctxt grhss rhs_ty  -- No result signature
+
+tc_grhss ctxt (Just res_sig) grhss rhs_ty 
+  = do { (sig_tvs, sig_ty) <- tcHsPatSigType ResSigCtxt res_sig
+       ; traceTc (text "tc_grhss" <+> ppr sig_tvs)
+       ; (co_fn, grhss') <- tcExtendTyVarEnv sig_tvs $
+                            tcThingWithSig sig_ty (tcGRHSs ctxt grhss . Check) rhs_ty
+
+               -- Push the coercion down to the right hand sides,
+               -- because there is no convenient place to hang it otherwise.
+       ; if isIdCoercion co_fn then
+               return grhss'
+         else
+               return (lift_grhss co_fn grhss') }
+
+-------------
+lift_grhss co_fn (GRHSs grhss binds)
+  = GRHSs (map (fmap lift_grhs) grhss) binds
+  where
+    lift_grhs (GRHS stmts rhs) = GRHS stmts (fmap (co_fn <$>) rhs)
+
+-------------
+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 [] rhs)] binds) exp_ty
+  = tcBindsAndThen glueBindsOnGRHSs binds      $
+    mc_body ctxt rhs exp_ty                    `thenM` \ rhs' ->
+    returnM (GRHSs [L loc1 (GRHS [] rhs')] [])
+
+tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds) exp_ty
+  = tcBindsAndThen glueBindsOnGRHSs binds      $
+    do { exp_ty' <- zapExpectedType exp_ty openTypeKind
+               -- 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 match_ctxt = mc_what ctxt
+             stmt_ctxt  = PatGuard match_ctxt
+             tc_grhs (GRHS guards rhs)
+               = do  { (guards', rhs')
+                           <- tcStmts stmt_ctxt (tcGuardStmt exp_ty') guards $
+                              addErrCtxt (grhsCtxt match_ctxt rhs) $
+                              tcCheckRho rhs exp_ty'
+                     ; return (GRHS guards' rhs') }
+
+       ; grhss' <- mappM (wrapLocM tc_grhs) grhss
+       ; returnM (GRHSs grhss' []) }
+\end{code}
 
-tcMatchExpected matched_ids expected_ty (GRHSMatch grhss_and_binds)
-  =     -- Check that the remaining "expected type" is not a rank-2 type
-       -- If it is it'll mess up the unifier when checking the RHS
-    checkTc (isTauTy expected_ty)
-           lurkingRank2SigErr          `thenTc_`
 
-    tcGRHSsAndBinds expected_ty grhss_and_binds        `thenTc` \ (GRHSsAndBindsOut grhss binds ty, lie) ->
+\begin{code}
+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 InstSigOrigin 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}
 
-       -- 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
-    bindInstsOfLocalFuns lie matched_ids       `thenTc` \ (lie', inst_mbinds) ->
-    let
-        binds' = case inst_mbinds of
-                  EmptyMonoBinds -> binds      -- The common case
-                  other          -> MonoBind inst_mbinds [] Recursive `ThenBinds` binds
-    in
-    returnTc (GRHSMatch (GRHSsAndBindsOut grhss binds' ty), lie')
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatchPats}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}     
+tcMatchPats :: [LPat Name] 
+           -> [Expected TcSigmaType]   -- Pattern types
+           -> Expected TcRhoType       -- Result type;
+                                       -- used only to check existential escape
+           -> TcM a
+           -> TcM ([LPat TcId], a)
+-- 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 tys body_ty thing_inside
+  = do { (pats', ex_tvs, res) <- tcPats LamPat pats tys thing_inside 
+       ; tcCheckExistentialPat pats' ex_tvs tys body_ty
+       ; returnM (pats', res) }
+
+tcCheckExistentialPat :: [LPat TcId]           -- Patterns (just for error message)
+                     -> [TcTyVar]              -- Existentially quantified tyvars bound by pattern
+                     -> [Expected TcSigmaType] -- Types of the patterns
+                     -> Expected TcRhoType     -- Type of the body of the match
+                                               -- Tyvars in either of these must not escape
+                     -> TcM ()
+       -- NB: we *must* pass "pats_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).
+
+tcCheckExistentialPat pats [] pat_tys body_ty
+  = return ()  -- Short cut for case when there are no existentials
+
+tcCheckExistentialPat pats ex_tvs pat_tys body_ty
+  = do { tys <- mapM readExpectedType (body_ty : pat_tys)
+       ; addErrCtxtM (sigPatCtxt (collectPatsBinders pats) ex_tvs tys) $
+         checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfTypes tys) ex_tvs }
 \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]
+         -> LHsExpr Name
+         -> Expected TcRhoType
+         -> TcM (HsExpr TcId)          -- Returns a HsDo
+tcDoStmts ListComp stmts body res_ty
+  = do { elt_ty <- zapToListTy res_ty
+       ; (stmts', body') <- tcStmts ListComp (tcLcStmt listTyCon elt_ty) stmts $
+                            addErrCtxt (doBodyCtxt ListComp body) $
+                            tcCheckRho body elt_ty
+       ; return (HsDo ListComp stmts' body' (mkListTy elt_ty)) }
+
+tcDoStmts PArrComp stmts body res_ty
+  = do         { [elt_ty] <- zapToTyConApp parrTyCon res_ty
+       ; (stmts', body') <- tcStmts PArrComp (tcLcStmt parrTyCon elt_ty) stmts $
+                            addErrCtxt (doBodyCtxt PArrComp body) $
+                            tcCheckRho body elt_ty
+       ; return (HsDo PArrComp stmts' body' (mkPArrTy elt_ty)) }
+
+tcDoStmts DoExpr stmts body res_ty
+  = do { res_ty'   <- zapExpectedType res_ty liftedTypeKind
+       ; (m_ty, _) <- unifyAppTy res_ty'
+       ; (stmts', body') <- tcStmts DoExpr (tcDoStmt m_ty res_ty') stmts $
+                            addErrCtxt (doBodyCtxt DoExpr body) $
+                            tcCheckRho body res_ty'
+       ; return (HsDo DoExpr stmts' body' res_ty') }
+
+tcDoStmts cxt@(MDoExpr _) stmts body res_ty
+  = do { res_ty'   <- zapExpectedType res_ty liftedTypeKind
+       ; (m_ty, _) <- unifyAppTy res_ty'
+       ; let tc_rhs rhs = do   { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
+                               ; (n_ty, pat_ty) <- unifyAppTy rhs_ty
+                               ; unifyTauTy m_ty n_ty
+                               ; return (rhs', pat_ty) }
+
+       ; (stmts', body') <- tcStmts cxt (tcMDoStmt res_ty' tc_rhs) stmts $
+                            addErrCtxt (doBodyCtxt cxt body) $
+                            tcCheckRho body res_ty'
+
+       ; let names = [mfixName, bindMName, thenMName, returnMName, failMName]
+       ; insts <- mapM (newMethodFromName DoOrigin m_ty) names
+       ; return (HsDo (MDoExpr (names `zip` insts)) stmts' body' res_ty') }
+
+tcDoStmts ctxt stmts body res_ty = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcStmts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-noOfArgs ms = map args_in_match ms
+\begin{code}
+type TcStmtChecker
+  = forall thing.  HsStmtContext Name
+                  -> Stmt Name
+                  -> TcM thing
+                  -> TcM (Stmt TcId, thing)
+
+tcStmts :: HsStmtContext Name
+       -> TcStmtChecker        -- NB: higher-rank type
+        -> [LStmt Name]
+       -> TcM thing
+        -> TcM ([LStmt TcId], thing)
+
+-- Note the higher-rank type.  stmt_chk is applied at different
+-- types in the equations for tcStmts
+
+tcStmts ctxt stmt_chk [] thing_inside
+  = do { thing <- thing_inside
+       ; return ([], thing) }
+
+-- LetStmts are handled uniformly, regardless of context
+tcStmts ctxt stmt_chk (L loc (LetStmt binds) : stmts) thing_inside
+  = tcBindsAndThen     -- No error context, but a binding group is
+       glue_binds      -- rather a large thing for an error context anyway
+       binds
+       (tcStmts ctxt stmt_chk stmts thing_inside)
+  where
+    glue_binds binds (stmts, thing) = (L loc (LetStmt [binds]) : stmts, thing)
+
+
+-- For the vanilla case, handle the location-setting part
+tcStmts ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) thing_inside
+  = do         { (stmt', (stmts', thing)) <- 
+               setSrcSpan loc                  $
+               addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt) $
+               stmt_chk ctxt stmt              $
+               popErrCtxt                      $
+               tcStmts ctxt stmt_chk stmts     $
+               thing_inside
+       ; return (L loc stmt' : stmts', thing) }
+
+--------------------------------
+--     Pattern guards
+tcGuardStmt :: TcType -> TcStmtChecker
+tcGuardStmt res_ty ctxt (ExprStmt guard _ _) thing_inside
+  = do { guard' <- tcCheckRho guard boolTy
+       ; thing  <- thing_inside
+       ; return (ExprStmt guard' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+
+tcGuardStmt res_ty ctxt (BindStmt pat rhs _ _) thing_inside
+  = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
+       ; (pat', thing)  <- tcBindPat pat rhs_ty res_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcGuardStmt res_ty ctxt stmt thing_inside
+  = pprPanic "tcGuardStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+
+--------------------------------
+--     List comprehensions and PArrays
+
+tcLcStmt :: TyCon      -- The list/Parray type constructor ([] or PArray)
+        -> TcType      -- The element type of the list or PArray
+        -> TcStmtChecker
+
+-- A generator, pat <- rhs
+tcLcStmt m_tc elt_ty ctxt (BindStmt pat rhs _ _) thing_inside
+  = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
+       ; [pat_ty]       <- unifyTyConApp m_tc rhs_ty
+       ; (pat', thing)  <- tcBindPat pat pat_ty elt_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+-- A boolean guard
+tcLcStmt m_tc elt_ty ctxt (ExprStmt rhs _ _) thing_inside
+  = do { rhs'  <- tcCheckRho rhs boolTy
+       ; thing <- thing_inside
+       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+
+-- A parallel set of 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.  
+-- 
+-- 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.
+
+tcLcStmt m_tc elt_ty ctxt (ParStmt bndr_stmts_s) thing_inside
+  = do { (pairs', thing) <- loop bndr_stmts_s
+       ; return (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 :: [([LStmt Name], [Name])] -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
+    loop [] = do { thing <- thing_inside
+                ; return ([], thing) }
+
+    loop ((stmts, names) : pairs)
+      = do { (stmts', (ids, pairs', thing))
+               <- tcStmts ctxt (tcLcStmt m_tc elt_ty) stmts $
+                  do { ids <- tcLookupLocalIds names
+                     ; (pairs', thing) <- loop pairs
+                     ; return (ids, pairs', thing) }
+          ; return ( (stmts', ids) : pairs', thing ) }
+
+tcLcStmt m_tc elt_ty ctxt stmt thing_inside
+  = pprPanic "tcLcStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+--------------------------------
+--     Do-notation
+-- The main excitement here is dealing with rebindable syntax
+
+tcDoStmt :: TcType             -- Monad type,  m
+        -> TcType              -- Result type, m b
+        -> TcStmtChecker
+       -- BindStmt
+tcDoStmt m_ty res_ty ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) thing_inside
+  = do {       -- Deal with rebindable syntax; (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b
+       ; (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
+               -- We should use type *inference* for the RHS computations, becuase of GADTs. 
+               --      do { pat <- rhs; <rest> }
+               -- is rather like
+               --      case rhs of { pat -> <rest> }
+               -- We do inference on rhs, so that information about its type can be refined
+               -- when type-checking the pattern. 
+
+       ; (n_ty, pat_ty) <- unifyAppTy rhs_ty
+       ; unifyTauTy m_ty n_ty
+       ; let bind_ty = mkFunTys [rhs_ty, mkFunTy pat_ty res_ty] res_ty
+
+       ; (pat', thing) <- tcBindPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+
+       -- Rebindable syntax stuff
+       ; bind_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin bind_op bind_ty
+               -- If (but only if) the pattern can fail, 
+               -- typecheck the 'fail' operator
+       ; fail_op' <- if isIrrefutableHsPat pat' 
+                     then return noSyntaxExpr
+                     else tcSyntaxOp DoOrigin fail_op (mkFunTy stringTy res_ty)
+       ; return (BindStmt pat' rhs' bind_op' fail_op', thing) }
+
+
+tcDoStmt m_ty res_ty ctxt (ExprStmt rhs then_op _) thing_inside
+  = do {       -- Deal with rebindable syntax; (>>) :: m a -> m b -> m b
+         a_ty <- newTyFlexiVarTy liftedTypeKind
+       ; let rhs_ty  = mkAppTy m_ty a_ty
+             then_ty = mkFunTys [rhs_ty, res_ty] res_ty
+       ; then_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin then_op then_ty
+       ; rhs' <- tcCheckSigma rhs rhs_ty
+       ; thing <- thing_inside
+       ; return (ExprStmt rhs' then_op' rhs_ty, thing) }
+
+tcDoStmt m_ty res_ty ctxt stmt thing_inside
+  = pprPanic "tcDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+--------------------------------
+--     Mdo-notation
+-- The distinctive features here are
+--     (a) RecStmts, and
+--     (b) no rebindable syntax
+
+tcMDoStmt :: TcType            -- Result type, m b
+         -> (LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcType))       -- RHS inference
+         -> TcStmtChecker
+tcMDoStmt res_ty tc_rhs ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) thing_inside
+  = do { (rhs', pat_ty) <- tc_rhs rhs
+       ; (pat', thing)  <- tcBindPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcMDoStmt res_ty tc_rhs ctxt (ExprStmt rhs then_op _) thing_inside
+  = do { (rhs', elt_ty) <- tc_rhs rhs
+       ; thing          <- thing_inside
+       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr elt_ty, thing) }
+
+tcMDoStmt res_ty tc_rhs ctxt (RecStmt stmts laterNames recNames _ _) thing_inside
+  = do { rec_tys <- newTyFlexiVarTys (length recNames) liftedTypeKind
+       ; let rec_ids = zipWith mkLocalId recNames rec_tys
+       ; tcExtendIdEnv rec_ids                 $ do
+       { (stmts', (later_ids, rec_rets))
+               <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt res_ty tc_rhs) stmts $ 
+                       -- ToDo: res_ty not really right
+                  do { rec_rets <- zipWithM tc_ret recNames rec_tys
+                     ; later_ids <- tcLookupLocalIds laterNames
+                     ; return (later_ids, rec_rets) }
+
+       ; (thing,lie) <- tcExtendIdEnv later_ids (getLIE thing_inside)
+               -- NB:  The rec_ids for the recursive things 
+               --      already scope over this part. This binding may shadow
+               --      some of them with polymorphic things with the same Name
+               --      (see note [RecStmt] in HsExpr)
+       ; lie_binds <- bindInstsOfLocalFuns lie later_ids
+  
+       ; return (RecStmt stmts' later_ids rec_ids rec_rets lie_binds, thing)
+       }}
+  where 
+    -- 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 (co_fn <$> HsVar poly_id)
+
+tcMDoStmt res_ty tc_rhs ctxt stmt thing_inside
+  = pprPanic "tcMDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+-----------------
+tcBindPat :: LPat Name -> TcType 
+         -> TcType     -- Result type; used only to check existential escape
+         -> TcM a
+         -> TcM (LPat TcId, a)
+tcBindPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+  = do { ([pat'],thing) <- tcMatchPats [pat] [Check pat_ty] 
+                                       (Check res_ty) thing_inside
+       ; return (pat', thing) }
 \end{code}
 
-Errors and contexts
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-\begin{code}
-matchCtxt MCase match
-  = hang (ptext SLIT("In a \"case\" branch:"))
-        4 (pprMatch True{-is_case-} match)
 
-matchCtxt (MFun fun) match
-  = hang (hcat [ptext SLIT("In an equation for function "), quotes (ppr fun), char ':'])
-        4 (hcat [ppr fun, space, pprMatch False{-not case-} match])
-\end{code}
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Errors and contexts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
+@sameNoOfArgs@ takes a @[RenamedMatch]@ and decides whether the same
+number of args are used in each equation.
+
+\begin{code}
+sameNoOfArgs :: MatchGroup Name -> Bool
+sameNoOfArgs (MatchGroup 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}
 varyingArgsErr name matches
   = sep [ptext SLIT("Varying number of arguments for function"), quotes (ppr name)]
 
-lurkingRank2SigErr
-  = ptext SLIT("Too few explicit arguments when defining a function with a rank-2 type")
+matchCtxt ctxt match  = hang (ptext SLIT("In") <+> pprMatchContext ctxt <> colon) 
+                          4 (pprMatch ctxt match)
+
+grhsCtxt ctxt rhs = hang (ptext SLIT("In") <+> pprMatchRhsContext ctxt <> colon) 
+                      4 (ppr rhs)
+
+doBodyCtxt :: HsStmtContext Name -> LHsExpr Name -> SDoc
+doBodyCtxt ctxt body = hang (ptext SLIT("In the result of") <+> pprStmtContext ctxt <> colon) 
+                         4 (ppr body)
+
+stmtCtxt ctxt stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pprStmtContext ctxt <> colon)
+                       4 (ppr stmt)
+                       
+sigPatCtxt bound_ids bound_tvs 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}