[project @ 2003-01-06 15:29:27 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index 51723ec..f1048d8 100644 (file)
@@ -4,38 +4,50 @@
 \section[TcMatches]{Typecheck some @Matches@}
 
 \begin{code}
-module TcMatches ( tcMatchesFun, tcMatchesCase, tcMatchLambda, tcStmts, tcGRHSs ) where
+module TcMatches ( tcMatchesFun, tcMatchesCase, tcMatchLambda, 
+                  tcDoStmts, tcStmtsAndThen, tcGRHSs 
+       ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcExpr )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcMonoExpr )
 
-import HsSyn           ( HsBinds(..), Match(..), GRHSs(..), GRHS(..),
-                         MonoBinds(..), StmtCtxt(..), Stmt(..),
-                         pprMatch, getMatchLoc, consLetStmt,
-                         mkMonoBind, collectSigTysFromPats
+import HsSyn           ( HsExpr(..), HsBinds(..), Match(..), GRHSs(..), GRHS(..),
+                         MonoBinds(..), Stmt(..), HsMatchContext(..), HsStmtContext(..),
+                         pprMatch, getMatchLoc, isDoExpr,
+                         pprMatchContext, pprStmtContext, pprStmtResultContext,
+                         mkMonoBind, collectSigTysFromPats, andMonoBindList
                        )
-import RnHsSyn         ( RenamedMatch, RenamedGRHSs, RenamedStmt )
-import TcHsSyn         ( TcMatch, TcGRHSs, TcStmt )
-
-import TcMonad
-import TcMonoType      ( kcHsSigType, tcTyVars, checkSigTyVars, tcHsSigType, sigPatCtxt )
-import Inst            ( LIE, plusLIE, emptyLIE, plusLIEs )
-import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, tcExtendLocalValEnv, tcExtendGlobalTyVars )
-import TcPat           ( tcPat, tcPatBndr_NoSigs, polyPatSig )
-import TcType          ( TcType, newTyVarTy )
+import RnHsSyn         ( RenamedMatch, RenamedGRHSs, RenamedStmt, 
+                         RenamedPat, RenamedMatchContext )
+import TcHsSyn         ( TcMatch, TcGRHSs, TcStmt, TcDictBinds, TcHsBinds, 
+                         TcMonoBinds, TcPat, TcStmt )
+
+import TcRnMonad
+import TcMonoType      ( tcAddScopedTyVars, tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
+import Inst            ( tcSyntaxName )
+import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcLookupId, tcExtendLocalValEnv, tcExtendLocalValEnv2 )
+import TcPat           ( tcPat, tcMonoPatBndr )
+import TcMType         ( newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType, zapToType )
+import TcType          ( TcType, TcTyVar, tyVarsOfType, tidyOpenTypes, tidyOpenType,
+                         mkFunTy, isOverloadedTy, liftedTypeKind, openTypeKind, 
+                         mkArrowKind, mkAppTy )
 import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyAndCheck, bindInstsOfLocalFuns )
-import TcUnify         ( unifyFunTy, unifyTauTy )
+import TcUnify         ( unifyPArrTy,subFunTy, unifyListTy, unifyTauTy,
+                         checkSigTyVarsWrt, tcSubExp, isIdCoercion, (<$>) )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, bindInstsOfLocalFuns )
 import Name            ( Name )
-import TysWiredIn      ( boolTy )
-
+import PrelNames       ( monadNames, mfixName )
+import TysWiredIn      ( boolTy, mkListTy, mkPArrTy )
+import Id              ( idType, mkSysLocal, mkLocalId )
+import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
 import BasicTypes      ( RecFlag(..) )
-import Type            ( tyVarsOfType, isTauTy, mkFunTy, boxedTypeKind, openTypeKind )
 import VarSet
 import Var             ( Id )
 import Bag
+import Util            ( isSingleton, lengthExceeds, notNull, zipEqual )
 import Outputable
+
 import List            ( nub )
 \end{code}
 
@@ -55,7 +67,7 @@ tcMatchesFun :: [(Name,Id)]   -- Bindings for the variables bound in this group
             -> Name
             -> TcType          -- Expected type
             -> [RenamedMatch]
-            -> TcM ([TcMatch], LIE)
+            -> TcM [TcMatch]
 
 tcMatchesFun xve fun_name expected_ty matches@(first_match:_)
   =     -- Check that they all have the same no of arguments
@@ -64,17 +76,17 @@ tcMatchesFun xve fun_name expected_ty matches@(first_match:_)
         -- 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)       (
+    addSrcLoc (getMatchLoc first_match)         (
            checkTc (sameNoOfArgs matches)
                    (varyingArgsErr fun_name matches)
-    )                                           `thenTc_`
+    )                                           `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
 
-       -- No need to zonk expected_ty, because unifyFunTy does that on the fly
-    tcMatches xve matches expected_ty (FunRhs fun_name)
+       -- No need to zonk expected_ty, because subFunTy does that on the fly
+    tcMatches xve (FunRhs fun_name) matches expected_ty
 \end{code}
 
 @tcMatchesCase@ doesn't do the argument-count check because the
@@ -84,31 +96,37 @@ parser guarantees that each equation has exactly one argument.
 tcMatchesCase :: [RenamedMatch]                -- The case alternatives
              -> TcType                 -- Type of whole case expressions
              -> TcM (TcType,           -- Inferred type of the scrutinee
-                       [TcMatch],      -- Translated alternatives
-                       LIE)
+                       [TcMatch])      -- Translated alternatives
 
 tcMatchesCase matches expr_ty
-  = newTyVarTy openTypeKind                                    `thenNF_Tc` \ scrut_ty ->
-    tcMatches [] matches (mkFunTy scrut_ty expr_ty) CaseAlt    `thenTc` \ (matches', lie) ->
-    returnTc (scrut_ty, matches', lie)
+  = newTyVarTy openTypeKind                                    `thenM` \ scrut_ty ->
+    tcMatches [] CaseAlt matches (mkFunTy scrut_ty expr_ty)    `thenM` \ matches' ->
+    returnM (scrut_ty, matches')
 
-tcMatchLambda :: RenamedMatch -> TcType -> TcM (TcMatch, LIE)
-tcMatchLambda match res_ty = tcMatch [] match res_ty LambdaBody
+tcMatchLambda :: RenamedMatch -> TcType -> TcM TcMatch
+tcMatchLambda match res_ty = tcMatch [] LambdaExpr match res_ty
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
 tcMatches :: [(Name,Id)]
+         -> RenamedMatchContext 
          -> [RenamedMatch]
          -> TcType
-         -> StmtCtxt
-         -> TcM ([TcMatch], LIE)
-
-tcMatches xve matches expected_ty fun_or_case
-  = mapAndUnzipTc tc_match matches     `thenTc` \ (matches, lies) ->
-    returnTc (matches, plusLIEs lies)
+         -> TcM [TcMatch]
+
+tcMatches xve ctxt matches expected_ty
+  =    -- If there is more than one branch, and expected_ty is a 'hole',
+       -- all branches must be types, not type schemes, otherwise the
+       -- in which we check them would affect the result.
+    (if lengthExceeds matches 1 then
+       zapToType expected_ty
+     else
+       returnM expected_ty)                    `thenM` \ expected_ty' ->
+
+    mappM (tc_match expected_ty') matches
   where
-    tc_match match = tcMatch xve match expected_ty fun_or_case
+    tc_match expected_ty match = tcMatch xve ctxt match expected_ty
 \end{code}
 
 
@@ -120,140 +138,232 @@ tcMatches xve matches expected_ty fun_or_case
 
 \begin{code}
 tcMatch :: [(Name,Id)]
+       -> RenamedMatchContext
        -> RenamedMatch
-       -> TcType               -- Expected result-type of the Match.
-                               -- Early unification with this guy gives better error messages
-       -> StmtCtxt
-       -> TcM (TcMatch, LIE)
+       -> TcType       -- 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.
+       -> TcM TcMatch
+
+tcMatch xve1 ctxt match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss) expected_ty
+  = addSrcLoc (getMatchLoc match)              $       -- At one stage I removed this;
+    addErrCtxt (matchCtxt ctxt match)          $       -- I'm not sure why, so I put it back
+    tcMatchPats pats expected_ty tc_grhss      `thenM` \ (pats', grhss', ex_binds) ->
+    returnM (Match pats' Nothing (glue_on ex_binds grhss'))
 
-tcMatch xve1 match@(Match sig_tvs pats maybe_rhs_sig grhss) expected_ty ctxt
-  = tcAddSrcLoc (getMatchLoc match)            $
-    tcAddErrCtxt (matchCtxt ctxt match)                $
+  where
+    tc_grhss rhs_ty 
+       = tcExtendLocalValEnv2 xve1                     $
+
+               -- Deal with the result signature
+         case maybe_rhs_sig of
+           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 ->
+                        tcGRHSs ctxt grhss sig_ty      `thenM` \ grhss' ->
+                        tcSubExp rhs_ty sig_ty         `thenM` \ co_fn  ->
+                        returnM (lift_grhss co_fn rhs_ty grhss')
+
+-- lift_grhss pushes the coercion down to the right hand sides,
+-- because there is no convenient place to hang it otherwise.
+lift_grhss co_fn rhs_ty grhss 
+  | isIdCoercion co_fn = grhss
+lift_grhss co_fn rhs_ty (GRHSs grhss binds ty)
+  = GRHSs (map lift_grhs grhss) binds rhs_ty   -- Change the type, since we
+  where
+    lift_grhs (GRHS stmts loc) = GRHS (map lift_stmt stmts) loc
+             
+    lift_stmt (ResultStmt e l) = ResultStmt (co_fn <$> e) l
+    lift_stmt stmt            = stmt
+   
+-- glue_on just avoids stupid dross
+glue_on EmptyBinds grhss = grhss               -- The common case
+glue_on binds1 (GRHSs grhss binds2 ty)
+  = GRHSs grhss (binds1 `ThenBinds` binds2) ty
 
-    if null sig_tvs then       -- The common case
-       tc_match expected_ty    `thenTc` \ (_, match_and_lie) ->
-       returnTc match_and_lie
 
-    else
-       -- If there are sig tvs we must be careful *not* to use
-       -- expected_ty right away, else we'll unify with tyvars free
-       -- in the envt.  So invent a fresh tyvar and use that instead
-       newTyVarTy openTypeKind                                 `thenNF_Tc` \ tyvar_ty ->
+tcGRHSs :: RenamedMatchContext -> RenamedGRHSs
+       -> TcType
+       -> TcM TcGRHSs
 
-       -- Extend the tyvar env and check the match itself
-       tcTyVars sig_tvs (mapTc_ kcHsSigType sig_tys)           `thenTc` \ sig_tyvars ->
-       tcExtendTyVarEnv sig_tyvars (tc_match tyvar_ty)         `thenTc` \ (pat_ids, match_and_lie) ->
+tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds _) expected_ty
+  = tcBindsAndThen glue_on binds (tc_grhss grhss)
+  where
+    m_ty =  (\ty -> ty, expected_ty) 
 
-       -- Check that the scoped type variables from the patterns
-       -- have not been constrained
-        tcAddErrCtxtM (sigPatCtxt sig_tyvars pat_ids)          (
-               checkSigTyVars sig_tyvars emptyVarSet
-       )                                                       `thenTc_`
+    tc_grhss grhss
+       = mappM tc_grhs grhss       `thenM` \ grhss' ->
+         returnM (GRHSs grhss' EmptyBinds expected_ty)
 
-       -- *Now* we're free to unify with expected_ty
-       unifyTauTy expected_ty tyvar_ty `thenTc_`
+    tc_grhs (GRHS guarded locn)
+       = addSrcLoc locn                        $
+         tcStmts (PatGuard ctxt) m_ty guarded  `thenM` \ guarded' ->
+         returnM (GRHS guarded' locn)
+\end{code}
 
-       returnTc match_and_lie
 
-  where
-    sig_tys = case maybe_rhs_sig of { Just t -> [t]; Nothing -> [] }
-             ++ collectSigTysFromPats pats
-             
-    tc_match expected_ty       -- Any sig tyvars are in scope by now
-      = -- STEP 1: Typecheck the patterns
-       tcMatchPats pats expected_ty    `thenTc` \ (rhs_ty, pats', lie_req1, ex_tvs, pat_bndrs, lie_avail) ->
-        let
-         xve2       = bagToList pat_bndrs
-         pat_ids    = map snd xve2
-         ex_tv_list = bagToList ex_tvs
-        in
-
-       -- STEP 2: 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 rhs_ty) lurkingRank2SigErr             `thenTc_`
-
-       -- STEP 3: Unify with the rhs type signature if any
-       (case maybe_rhs_sig of
-           Nothing  -> returnTc ()
-           Just sig -> tcHsSigType sig         `thenTc` \ sig_ty ->
-
-                       -- Check that the signature isn't a polymorphic one, which
-                       -- we don't permit (at present, anyway)
-                       checkTc (isTauTy sig_ty) (polyPatSig sig_ty)    `thenTc_`
-                       unifyTauTy rhs_ty sig_ty
-       )                                               `thenTc_`
-
-       -- STEP 4: Typecheck the guarded RHSs and the associated where clause
-       tcExtendLocalValEnv xve1 (tcExtendLocalValEnv xve2 (
-           tcGRHSs grhss rhs_ty ctxt
-       ))                                      `thenTc` \ (grhss', lie_req2) ->
-
-       -- STEP 5: Check for existentially bound type variables
-       tcExtendGlobalTyVars (tyVarsOfType rhs_ty)      (
-           tcAddErrCtxtM (sigPatCtxt ex_tv_list pat_ids)       $
-           checkSigTyVars ex_tv_list emptyVarSet               `thenTc` \ zonked_ex_tvs ->
-           tcSimplifyAndCheck 
-               (text ("the existential context of a data constructor"))
-               (mkVarSet zonked_ex_tvs)
-               lie_avail (lie_req1 `plusLIE` lie_req2)
-       )                                                       `thenTc` \ (lie_req', ex_binds) ->
-
-       -- STEP 6 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_req' pat_ids           `thenTc` \ (lie_req'', inst_binds) ->
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tcMatchPats}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-       -- Phew!  All done.
-       let
-            grhss'' = glue_on Recursive ex_binds $
-                     glue_on Recursive inst_binds grhss'
-       in
-       returnTc (pat_ids, (Match [] pats' Nothing grhss'', lie_req''))
+\begin{code}     
+tcMatchPats
+       :: [RenamedPat] -> TcType
+       -> (TcType -> TcM a)
+       -> TcM ([TcPat], a, TcHsBinds)
+-- 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 expected_ty thing_inside
+  =    -- STEP 1: Bring pattern-signature type variables into scope
+    tcAddScopedTyVars (collectSigTysFromPats pats)     (
+
+       -- STEP 2: Typecheck the patterns themselves, gathering all the stuff
+       --         then do the thing inside
+        getLIE (tc_match_pats pats expected_ty 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 expected_ty     `thenM` \ ex_binds ->
+       -- NB: we *must* pass "expected_ty" not "result_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 (a -> Int).
+
+    returnM (pats', result, mkMonoBind Recursive ex_binds)
+
+tc_match_pats [] expected_ty thing_inside
+  = thing_inside expected_ty   `thenM` \ answer ->
+    returnM ([], emptyBag, [], [], answer)
+
+tc_match_pats (pat:pats) expected_ty thing_inside
+  = subFunTy expected_ty               $ \ arg_ty rest_ty ->
+       -- This is the unique place we call subFunTy
+       -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
+       -- to make arg_ty and rest_ty as "holes" too.
+    tcPat tcMonoPatBndr pat arg_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 rest_ty 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
+    )
 
-       -- glue_on just avoids stupid dross
-glue_on _ EmptyMonoBinds grhss = grhss         -- The common case
-glue_on is_rec mbinds (GRHSs grhss binds ty)
-  = GRHSs grhss (mkMonoBind mbinds [] is_rec `ThenBinds` binds) ty
 
-tcGRHSs :: RenamedGRHSs
-       -> TcType -> StmtCtxt
-       -> TcM (TcGRHSs, LIE)
+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
+                     -> TcType         --   and type of the Match; vars in here must not escape
+                     -> TcM TcDictBinds        -- LIE to float out and dict bindings
+tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req match_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 EmptyMonoBinds
+
+  | otherwise
+  = addErrCtxtM (sigPatCtxt tv_list ex_ids match_ty)           $
+
+       -- 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) ->
 
-tcGRHSs (GRHSs grhss binds _) expected_ty ctxt
-  = tcBindsAndThen glue_on binds (tc_grhss grhss)
-  where
-    tc_grhss grhss
-       = mapAndUnzipTc tc_grhs grhss           `thenTc` \ (grhss', lies) ->
-         returnTc (GRHSs grhss' EmptyBinds (Just expected_ty), plusLIEs lies)
+       -- Deal with overloaded functions bound by the pattern
+    tcSimplifyCheck doc tv_list ex_lie lie             `thenM` \ dict_binds ->
+    checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfType match_ty) tv_list  `thenM_` 
 
-    tc_grhs (GRHS guarded locn)
-       = tcAddSrcLoc locn                              $
-         tcStmts ctxt (\ty -> ty) guarded expected_ty  `thenTc` \ (guarded', lie) ->
-         returnTc (GRHS guarded' locn, lie)
+    returnM (dict_binds `AndMonoBinds` 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}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{tcMatchPats}
+\subsection{@tcDoStmts@ typechecks a {\em list} of do statements}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcMatchPats [] expected_ty
-  = returnTc (expected_ty, [], emptyLIE, emptyBag, emptyBag, emptyLIE)
-
-tcMatchPats (pat:pats) expected_ty
-  = unifyFunTy expected_ty             `thenTc` \ (arg_ty, rest_ty) ->
-    tcPat tcPatBndr_NoSigs pat arg_ty  `thenTc` \ (pat', lie_req, pat_tvs, pat_ids, lie_avail) ->
-    tcMatchPats pats rest_ty           `thenTc` \ (rhs_ty, pats', lie_reqs, pats_tvs, pats_ids, lie_avails) ->
-    returnTc ( rhs_ty, 
-               pat':pats',
-               lie_req `plusLIE` lie_reqs,
-               pat_tvs `unionBags` pats_tvs,
-               pat_ids `unionBags` pats_ids,
-               lie_avail `plusLIE` lie_avails
-    )
+tcDoStmts :: HsStmtContext Name -> [RenamedStmt] -> [Name] -> TcType
+         -> TcM (TcMonoBinds, [TcStmt], [Id])
+tcDoStmts PArrComp stmts method_names res_ty
+  = unifyPArrTy res_ty                           `thenM` \elt_ty ->
+    tcStmts PArrComp (mkPArrTy, elt_ty) stmts      `thenM` \ stmts' ->
+    returnM (EmptyMonoBinds, stmts', [{- unused -}])
+
+tcDoStmts ListComp stmts method_names res_ty
+  = unifyListTy res_ty                         `thenM` \ elt_ty ->
+    tcStmts ListComp (mkListTy, elt_ty) stmts  `thenM` \ stmts' ->
+    returnM (EmptyMonoBinds, stmts', [{- unused -}])
+
+tcDoStmts do_or_mdo_expr 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_`
+
+    tcStmts do_or_mdo_expr (mkAppTy m_ty, elt_ty) 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.
+       --
+    mapAndUnzipM (tc_syn_name m_ty) 
+                (zipEqual "tcDoStmts" currentMonadNames method_names)  `thenM` \ (binds, ids) ->
+    returnM (andMonoBindList binds, stmts', ids)
+  where
+    currentMonadNames = case do_or_mdo_expr of
+                         DoExpr  -> monadNames
+                         MDoExpr -> monadNames ++ [mfixName]
+    tc_syn_name :: TcType -> (Name,Name) -> TcM (TcMonoBinds, Id)
+    tc_syn_name m_ty (std_nm, usr_nm)
+       = tcSyntaxName DoOrigin m_ty std_nm usr_nm      `thenM` \ (expr, expr_ty) ->
+         case expr of
+           HsVar v -> returnM (EmptyMonoBinds, v)
+           other   -> newUnique                `thenM` \ uniq ->
+                      let
+                         id = mkSysLocal FSLIT("syn") uniq expr_ty
+                      in
+                      returnM (VarMonoBind id expr, id)
 \end{code}
 
 
@@ -263,99 +373,150 @@ tcMatchPats (pat:pats) expected_ty
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+Typechecking statements is rendered a bit tricky by parallel list comprehensions:
 
-\begin{code}
-tcStmts :: StmtCtxt
-        -> (TcType -> TcType)  -- m, the relationship type of pat and rhs in pat <- rhs
-        -> [RenamedStmt]
-       -> TcType                       -- elt_ty, where type of the comprehension is (m elt_ty)
-        -> TcM ([TcStmt], LIE)
-
-tcStmts do_or_lc m (stmt@(ReturnStmt exp) : stmts) elt_ty
-  = ASSERT( null stmts )
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)      $
-    tcExpr exp elt_ty                          `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-    returnTc ([ReturnStmt exp'], exp_lie)
-
-       -- ExprStmt at the end
-tcStmts do_or_lc m [stmt@(ExprStmt exp src_loc)] elt_ty
-  = tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)      $
-    tcExpr exp (m elt_ty)                      `thenTc`    \ (exp', exp_lie) ->
-    returnTc ([ExprStmt exp' src_loc], exp_lie)
-
-       -- ExprStmt not at the end
-tcStmts do_or_lc m (stmt@(ExprStmt exp src_loc) : stmts) elt_ty
-  = ASSERT( isDoStmt do_or_lc )
-    tcAddSrcLoc src_loc                (
-       tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)   $
-           -- exp has type (m tau) for some tau (doesn't matter what)
-       newTyVarTy openTypeKind         `thenNF_Tc` \ any_ty ->
-       tcExpr exp (m any_ty)
-    )                                  `thenTc` \ (exp', exp_lie) ->
-    tcStmts do_or_lc m stmts elt_ty    `thenTc` \ (stmts', stmts_lie) ->
-    returnTc (ExprStmt exp' src_loc : stmts',
-             exp_lie `plusLIE` stmts_lie)
-
-tcStmts do_or_lc m (stmt@(GuardStmt exp src_loc) : stmts) elt_ty
-  = ASSERT( not (isDoStmt do_or_lc) )
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       tcAddSrcLoc src_loc             $
-       tcExpr exp boolTy
-    )                                  `thenTc` \ (exp', exp_lie) ->
-    tcStmts do_or_lc m stmts elt_ty    `thenTc` \ (stmts', stmts_lie) ->
-    returnTc (GuardStmt exp' src_loc : stmts',
-             exp_lie `plusLIE` stmts_lie)
-
-tcStmts do_or_lc m (stmt@(BindStmt pat exp src_loc) : stmts) elt_ty
-  = tcAddSrcLoc src_loc                (
-       tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)   $
-       newTyVarTy boxedTypeKind                `thenNF_Tc` \ pat_ty ->
-       tcPat tcPatBndr_NoSigs pat pat_ty       `thenTc` \ (pat', pat_lie, pat_tvs, pat_ids, avail) ->  
-       tcExpr exp (m pat_ty)                   `thenTc` \ (exp', exp_lie) ->
-       returnTc (pat', exp',
-                 pat_lie `plusLIE` exp_lie,
-                 pat_tvs, pat_ids, avail)
-    )                                  `thenTc` \ (pat', exp', lie_req, pat_tvs, pat_bndrs, lie_avail) ->
-    let
-       new_val_env = bagToList pat_bndrs
-       pat_ids     = map snd new_val_env
-       pat_tv_list = bagToList pat_tvs
-    in
+       [ (g x, h x) | ... ; let g v = ...
+                    | ... ; let h v = ... ]
 
-       -- Do the rest; we don't need to add the pat_tvs to the envt
-       -- because they all appear in the pat_ids's types
-    tcExtendLocalValEnv new_val_env (
-       tcStmts do_or_lc m stmts elt_ty
-    )                                          `thenTc` \ (stmts', stmts_lie) ->
+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
 
-       -- Reinstate context for existential checks
-    tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)              $
-    tcExtendGlobalTyVars (tyVarsOfType (m elt_ty))     $
-    tcAddErrCtxtM (sigPatCtxt pat_tv_list pat_ids)     $
+       [ (show x, show y) | ... ; C x <- ...
+                          | ... ; C y <- ... ]
 
-    checkSigTyVars pat_tv_list emptyVarSet             `thenTc` \ zonked_pat_tvs ->
+Then we need the LIE from (show x, show y) to be simplified against
+the bindings for x and y.  
 
-    tcSimplifyAndCheck 
-       (text ("the existential context of a data constructor"))
-       (mkVarSet zonked_pat_tvs)
-       lie_avail stmts_lie                     `thenTc` \ (final_lie, dict_binds) ->
+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.
 
-    returnTc (BindStmt pat' exp' src_loc : 
-               consLetStmt (mkMonoBind dict_binds [] Recursive) stmts',
-             lie_req `plusLIE` final_lie)
+\begin{code}
+tcStmts do_or_lc m_ty stmts
+  = ASSERT( notNull stmts )
+    tcStmtsAndThen (:) do_or_lc m_ty stmts (returnM [])
+
+tcStmtsAndThen
+       :: (TcStmt -> thing -> thing)   -- Combiner
+       -> HsStmtContext Name
+        -> (TcType -> TcType, TcType)  -- m, the relationship type of pat and rhs in pat <- rhs
+                                       -- elt_ty, where type of the comprehension is (m elt_ty)
+        -> [RenamedStmt]
+       -> TcM thing
+        -> TcM thing
 
-tcStmts do_or_lc m (LetStmt binds : stmts) elt_ty
-     = tcBindsAndThen          -- No error context, but a binding group is
-       combine                 -- rather a large thing for an error context anyway
-       binds
-       (tcStmts do_or_lc m stmts elt_ty)
-     where
-       combine is_rec binds' stmts' = consLetStmt (mkMonoBind binds' [] is_rec) stmts'
+       -- Base case
+tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty [] do_next
+  = do_next
 
+tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty (stmt:stmts) do_next
+  = tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty stmt
+       (tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty stmts do_next)
 
-isDoStmt DoStmt = True
-isDoStmt other  = False
+       -- LetStmt
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty (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
+
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m,elt_ty) stmt@(BindStmt pat exp src_loc) thing_inside
+  = addSrcLoc src_loc                                  $
+    addErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)                $
+    newTyVarTy liftedTypeKind                          `thenM` \ pat_ty ->
+    tcMonoExpr exp (m pat_ty)                          `thenM` \ exp' ->
+    tcMatchPats [pat] (mkFunTy pat_ty (m elt_ty))      (\ _ ->
+       popErrCtxt thing_inside
+    )                                                  `thenM` \ ([pat'], thing, dict_binds) ->
+    returnM (combine (BindStmt pat' exp' src_loc)
+                    (glue_binds combine dict_binds thing))
+
+       -- ParStmt
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty (ParStmtOut bndr_stmts_s) thing_inside
+  = loop bndr_stmts_s          `thenM` \ (pairs', thing) ->
+    returnM (combine (ParStmtOut pairs') thing)
+  where
+    loop []
+      = thing_inside                   `thenM` \ thing ->
+       returnM ([], thing)
+
+    loop ((bndrs,stmts) : pairs)
+      = tcStmtsAndThen 
+               combine_par ListComp m_ty stmts
+                       -- Notice we pass on m_ty; 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))) `thenM` \ (stmts', (bndrs', pairs', thing)) ->
+
+       returnM ((bndrs',stmts') : pairs', thing)
+
+    combine_par stmt (stmts, thing) = (stmt:stmts, thing)
+
+       -- RecStmt
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty (RecStmt recNames stmts _) thing_inside
+  = newTyVarTys (length recNames) liftedTypeKind               `thenM` \ recTys ->
+    let
+       mono_ids = zipWith mkLocalId recNames recTys
+    in
+    tcExtendLocalValEnv mono_ids                       $
+    tcStmtsAndThen combine_rec do_or_lc m_ty stmts (
+       mappM tc_ret (recNames `zip` recTys)    `thenM` \ rets ->
+       returnM ([], rets)
+    )                                          `thenM` \ (stmts', rets) ->
+
+       -- NB: it's the mono_ids that scope over this part
+    thing_inside                               `thenM` \ thing ->
+  
+    returnM (combine (RecStmt mono_ids stmts' 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 mono_ty (idType poly_id)     `thenM` \ co_fn ->
+         returnM (co_fn <$> HsVar poly_id) 
+
+       -- ExprStmt
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m, res_elt_ty) stmt@(ExprStmt exp _ locn) thing_inside
+  = addErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
+       if isDoExpr do_or_lc then
+               newTyVarTy openTypeKind         `thenM` \ any_ty ->
+               tcMonoExpr exp (m any_ty)       `thenM` \ exp' ->
+               returnM (ExprStmt exp' any_ty locn)
+       else
+               tcMonoExpr exp boolTy           `thenM` \ exp' ->
+               returnM (ExprStmt exp' boolTy locn)
+    )                                          `thenM` \ stmt' ->
+
+    thing_inside                               `thenM` \ thing ->
+    returnM (combine stmt' thing)
+
+
+       -- Result statements
+tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m, res_elt_ty) stmt@(ResultStmt exp locn) thing_inside
+  = addErrCtxt (resCtxt do_or_lc stmt) (
+       if isDoExpr do_or_lc then
+               tcMonoExpr exp (m res_elt_ty)
+       else
+               tcMonoExpr exp res_elt_ty
+    )                                          `thenM` \ exp' ->
+
+    thing_inside                               `thenM` \ thing ->
+
+    returnM (combine (ResultStmt exp' locn) thing)
+
+
+------------------------------
+glue_binds combine EmptyBinds  thing = thing
+glue_binds combine other_binds thing = combine (LetStmt other_binds) thing
 \end{code}
 
 
@@ -370,46 +531,34 @@ number of args are used in each equation.
 
 \begin{code}
 sameNoOfArgs :: [RenamedMatch] -> Bool
-sameNoOfArgs matches = length (nub (map args_in_match matches)) == 1
+sameNoOfArgs matches = isSingleton (nub (map args_in_match matches))
   where
     args_in_match :: RenamedMatch -> Int
-    args_in_match (Match _ pats _ _) = length pats
+    args_in_match (Match pats _ _) = length pats
 \end{code}
 
 \begin{code}
-matchCtxt CaseAlt match
-  = hang (ptext SLIT("In a case alternative:"))
-        4 (pprMatch (True,empty) {-is_case-} match)
-
-matchCtxt (FunRhs fun) match
-  = hang (hcat [ptext SLIT("In an equation for function "), quotes (ppr_fun), char ':'])
-        4 (pprMatch (False, ppr_fun) {-not case-} match)
-  where
-    ppr_fun = ppr fun
-
-matchCtxt LambdaBody match
-  = hang (ptext SLIT("In the lambda expression"))
-        4 (pprMatch (True, empty) match)
-
 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)
+stmtCtxt do_or_lc stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pprStmtContext do_or_lc <> colon) 4 (ppr stmt)
+resCtxt  do_or_lc stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pprStmtResultContext do_or_lc <> colon) 4 (ppr stmt)
 
-stmtCtxt do_or_lc stmt
-  = hang (ptext SLIT("In") <+> what <> colon)
-         4 (ppr stmt)
+sigPatCtxt bound_tvs bound_ids match_ty tidy_env 
+  = zonkTcType match_ty                `thenM` \ match_ty' ->
+    let
+       (env1, tidy_tys) = tidyOpenTypes tidy_env (map idType show_ids)
+       (env2, tidy_mty) = tidyOpenType  env1     match_ty'
+    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("and whose type is") <+> ppr tidy_mty])
   where
-    what = case do_or_lc of
-               ListComp -> ptext SLIT("a list-comprehension qualifier")
-               DoStmt   -> ptext SLIT("a do statement")
-               PatBindRhs -> thing <+> ptext SLIT("a pattern binding")
-               FunRhs f   -> thing <+> ptext SLIT("an equation for") <+> quotes (ppr f)
-               CaseAlt    -> thing <+> ptext SLIT("a case alternative")
-               LambdaBody -> thing <+> ptext SLIT("a lambda abstraction")
-    thing = case stmt of
-               BindStmt _ _ _ -> ptext SLIT("a pattern guard for")
-               GuardStmt _ _  -> ptext SLIT("a guard for")
-               ExprStmt _ _   -> ptext SLIT("the right-hand side of")
+    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}