[project @ 2001-07-13 13:29:56 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcModule.lhs
index ee23bb1..cc1c949 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcModule]{Typechecking a whole module}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module TcModule (
-       typecheckModule,
-       SYN_IE(TcResults),
-       SYN_IE(TcSpecialiseRequests),
-       SYN_IE(TcDDumpDeriv)
+       typecheckModule, typecheckIface, typecheckStmt, typecheckExpr,
+       TcResults(..)
     ) where
 
-IMP_Ubiq(){-uitous-}
+#include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsDecl(..), HsModule(..), HsBinds(..), HsExpr, MonoBinds(..),
-                         TyDecl, SpecDataSig, ClassDecl, InstDecl, IfaceSig,
-                         SpecInstSig, DefaultDecl, Sig, Fake, InPat,
-                         SYN_IE(RecFlag), nonRecursive,  GRHSsAndBinds, Match,
-                         FixityDecl, IE, ImportDecl
+import CmdLineOpts     ( DynFlag(..), DynFlags, dopt )
+import HsSyn           ( HsBinds(..), MonoBinds(..), HsDecl(..), HsExpr(..),
+                         Stmt(..), InPat(..), HsMatchContext(..), HsDoContext(..), RuleDecl(..),
+                         isIfaceRuleDecl, nullBinds, andMonoBindList, mkSimpleMatch, placeHolderType
+                       )
+import PrelNames       ( mAIN_Name, mainName, ioTyConName, printName,
+                         returnIOName, bindIOName, failIOName, 
+                         itName
+                       )
+import MkId            ( unsafeCoerceId )
+import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedHsDecl, RenamedStmt,
+                         RenamedHsExpr )
+import TcHsSyn         ( TypecheckedMonoBinds, TypecheckedHsExpr,
+                         TypecheckedForeignDecl, TypecheckedRuleDecl,
+                         zonkTopBinds, zonkForeignExports, zonkRules, mkHsLet,
+                         zonkExpr, zonkIdBndr
                        )
-import RnHsSyn         ( SYN_IE(RenamedHsModule), RenamedFixityDecl(..) )
-import TcHsSyn         ( SYN_IE(TypecheckedHsBinds), SYN_IE(TypecheckedHsExpr),
-                         SYN_IE(TypecheckedDictBinds), SYN_IE(TcMonoBinds),
-                         SYN_IE(TypecheckedMonoBinds),
-                         TcIdOcc(..), zonkTopBinds )
 
+import MkIface         ( pprModDetails )
+import TcExpr          ( tcMonoExpr )
 import TcMonad
-import Inst            ( Inst, emptyLIE, plusLIE )
-import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
+import TcMType         ( unifyTauTy, newTyVarTy, zonkTcType, tcInstType )
+import TcType          ( Type, liftedTypeKind, openTypeKind,
+                         tyVarsOfType, tidyType, tcFunResultTy,
+                         mkForAllTys, mkFunTys, mkTyConApp, tcSplitForAllTys
+                       )
+import TcMatches       ( tcStmtsAndThen )
+import Inst            ( emptyLIE, plusLIE )
+import TcBinds         ( tcTopBinds )
 import TcClassDcl      ( tcClassDecls2 )
-import TcDefaults      ( tcDefaults )
-import TcEnv           ( tcExtendGlobalValEnv, getEnv_LocalIds,
-                         getEnv_TyCons, getEnv_Classes, tcLookupLocalValue,
-                         tcLookupLocalValueByKey, tcLookupTyCon,
-                         tcLookupGlobalValueByKeyMaybe )
-import SpecEnv         ( SpecEnv )
-import TcExpr          ( tcId )
+import TcDefaults      ( tcDefaults, defaultDefaultTys )
+import TcEnv           ( TcEnv, RecTcEnv, InstInfo(iDFunId), tcExtendGlobalValEnv, tcLookup_maybe,
+                         isLocalThing, tcSetEnv, tcSetInstEnv, initTcEnv, getTcGEnv,
+                         tcExtendGlobalTypeEnv, tcLookupGlobalId, tcLookupTyCon,
+                         TcTyThing(..), tcLookupId 
+                       )
+import TcRules         ( tcIfaceRules, tcSourceRules )
+import TcForeign       ( tcForeignImports, tcForeignExports )
 import TcIfaceSig      ( tcInterfaceSigs )
 import TcInstDcls      ( tcInstDecls1, tcInstDecls2 )
-import TcInstUtil      ( buildInstanceEnvs, InstInfo )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyTop )
-import TcTyClsDecls    ( tcTyAndClassDecls1 )
-import TcTyDecls       ( mkDataBinds )
-import TcType          ( SYN_IE(TcType), tcInstType )
-import TcKind          ( TcKind )
-
-import RnMonad         ( RnNameSupply(..) )
-import Bag             ( listToBag )
-import ErrUtils                ( SYN_IE(Warning), SYN_IE(Error) )
-import Id              ( idType, GenId, SYN_IE(IdEnv), nullIdEnv )
-import Maybes          ( catMaybes, MaybeErr )
-import Name            ( Name, isLocallyDefined, pprModule )
-import Pretty
-import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon )
-import Class           ( GenClass, SYN_IE(Class), classSelIds )
-import Type            ( applyTyCon, mkSynTy, SYN_IE(Type) )
-import PprType         ( GenType, GenTyVar )
-import TysWiredIn      ( unitTy )
-import PrelMods                ( gHC_MAIN, mAIN )
-import PrelInfo                ( main_NAME, mainPrimIO_NAME, ioTyCon_NAME, primIoTyCon_NAME )
-import TyVar           ( GenTyVar, SYN_IE(TyVarEnv), nullTyVarEnv )
-import Unify           ( unifyTauTy )
-import UniqFM          ( lookupUFM_Directly, lookupWithDefaultUFM_Directly,
-                         filterUFM, eltsUFM )
-import Unique          ( Unique  )
-import UniqSupply       ( UniqSupply )
-import Util
-import Bag             ( Bag, isEmptyBag )
-
-import FiniteMap       ( emptyFM, FiniteMap )
-
-import Outputable      ( Outputable(..), PprStyle )
-
-tycon_specs = emptyFM
+import TcSimplify      ( tcSimplifyTop, tcSimplifyInfer )
+import TcTyClsDecls    ( tcTyAndClassDecls )
+import CoreUnfold      ( unfoldingTemplate, hasUnfolding )
+import TysWiredIn      ( mkListTy, unitTy )
+import ErrUtils                ( printErrorsAndWarnings, errorsFound, 
+                         dumpIfSet_dyn, dumpIfSet_dyn_or, showPass )
+import Id              ( Id, idType, idUnfolding )
+import Module           ( Module, moduleName )
+import Name            ( Name )
+import NameEnv         ( nameEnvElts, lookupNameEnv )
+import TyCon           ( tyConGenInfo )
+import BasicTypes       ( EP(..), Fixity, RecFlag(..) )
+import SrcLoc          ( noSrcLoc )
+import Outputable
+import IO              ( stdout )
+import HscTypes                ( PersistentCompilerState(..), HomeSymbolTable, 
+                         PackageTypeEnv, ModIface(..),
+                         ModDetails(..), DFunId,
+                         TypeEnv, extendTypeEnvList, 
+                         TyThing(..), implicitTyThingIds, 
+                         mkTypeEnv
+                       )
 \end{code}
 
-Outside-world interface:
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{The stmt interface}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
---ToDo: put this in HsVersions
-#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 200
-# define REAL_WORLD RealWorld
-#else
-# define REAL_WORLD _RealWorld
-#endif
-
-
--- Convenient type synonyms first:
-type TcResults
-  = (TypecheckedMonoBinds,
-     [TyCon], [Class],
-     Bag InstInfo,             -- Instance declaration information
-     TcSpecialiseRequests,
-     TcDDumpDeriv)
-
-type TcSpecialiseRequests
-  = FiniteMap TyCon [(Bool, [Maybe Type])]
-    -- source tycon specialisation requests
-
-type TcDDumpDeriv
-  = PprStyle -> Doc
-
----------------
-typecheckModule
-       :: UniqSupply
-       -> RnNameSupply
-       -> RenamedHsModule
-       -> MaybeErr
-           (TcResults,                 -- if all goes well...
-            Bag Warning)               -- (we can still get warnings)
-           (Bag Error,                 -- if we had errors...
-            Bag Warning)
-
-typecheckModule us rn_name_supply mod
-  = initTc us (tcModule rn_name_supply mod)
+typecheckStmt
+   :: DynFlags
+   -> PersistentCompilerState
+   -> HomeSymbolTable
+   -> TypeEnv             -- The interactive context's type envt 
+   -> PrintUnqualified    -- For error printing
+   -> Module              -- Is this really needed
+   -> [Name]              -- Names bound by the Stmt (empty for expressions)
+   -> (RenamedStmt,       -- The stmt itself
+       [RenamedHsDecl])           -- Plus extra decls it sucked in from interface files
+   -> IO (Maybe (PersistentCompilerState, 
+                TypecheckedHsExpr, 
+                [Id],
+                Type))
+               -- The returned [Id] is the same as the input except for
+               -- ExprStmt, in which case the returned [Name] is [itName]
+
+typecheckStmt dflags pcs hst ic_type_env unqual this_mod names (stmt, iface_decls)
+  = typecheck dflags pcs hst unqual $
+
+        -- use the default default settings, i.e. [Integer, Double]
+    tcSetDefaultTys defaultDefaultTys $
+
+       -- Typecheck the extra declarations
+    fixTc (\ ~(unf_env, _, _, _, _) ->
+       tcImports unf_env pcs hst get_fixity this_mod iface_decls
+    )                  `thenTc` \ (env, new_pcs, local_inst_info, deriv_binds, local_rules) ->
+    ASSERT( null local_inst_info && nullBinds deriv_binds && null local_rules )
+
+    tcSetEnv env                               $
+    tcExtendGlobalTypeEnv ic_type_env          $
+
+       -- The real work is done here
+    tcUserStmt names stmt              `thenTc` \ (expr, bound_ids) ->
+
+    traceTc (text "tcs 1") `thenNF_Tc_`
+    zonkExpr expr                      `thenNF_Tc` \ zonked_expr ->
+    mapNF_Tc zonkIdBndr bound_ids      `thenNF_Tc` \ zonked_ids ->
+
+    ioToTc (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_tc "Bound Ids" (vcat (map ppr zonked_ids)))        `thenNF_Tc_`
+    ioToTc (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_tc "Typechecked" (ppr zonked_expr))                `thenNF_Tc_`
+
+    returnTc (new_pcs, zonked_expr, zonked_ids, error "typecheckStmt: no type")
+
+  where
+    get_fixity :: Name -> Maybe Fixity
+    get_fixity n = pprPanic "typecheckStmt" (ppr n)
 \end{code}
 
-The internal monster:
+Here is the grand plan, implemented in tcUserStmt
+
+       What you type                   The IO [HValue] that hscStmt returns
+       -------------                   ------------------------------------
+       let pat = expr          ==>     let pat = expr in return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
+                                       bindings: [x,y,...]
+
+       pat <- expr             ==>     expr >>= \ pat -> return [coerce HVal x, coerce HVal y, ...]
+                                       bindings: [x,y,...]
+
+       expr (of IO type)       ==>     expr >>= \ v -> return [v]
+         [NB: result not printed]      bindings: [it]
+         
+
+       expr (of non-IO type, 
+         result showable)      ==>     let v = expr in print v >> return [v]
+                                       bindings: [it]
+
+       expr (of non-IO type, 
+         result not showable)  ==>     error
+
+
 \begin{code}
-tcModule :: RnNameSupply       -- for renaming derivings
-        -> RenamedHsModule     -- input
-        -> TcM s TcResults     -- output
-
-tcModule rn_name_supply
-       (HsModule mod_name verion exports imports fixities decls src_loc)
-  = tcAddSrcLoc src_loc $      -- record where we're starting
-
-    fixTc (\ ~(unf_env ,_) ->
-       -- unf_env is used for type-checking interface pragmas
-       -- which is done lazily [ie failure just drops the pragma
-       -- without having any global-failure effect].
-       -- 
-       -- unf_env is also used to get the pragam info for dfuns.
-
-           -- The knot for instance information.  This isn't used at all
-           -- till we type-check value declarations
-       fixTc ( \ ~(rec_inst_mapper, _, _, _, _) ->
-    
-                -- Type-check the type and class decls
-               -- trace "tcTyAndClassDecls:"   $
-               tcTyAndClassDecls1 unf_env rec_inst_mapper decls        `thenTc` \ env ->
-    
-               -- trace "tc3" $
-                   -- Typecheck the instance decls, includes deriving
-               tcSetEnv env (
-               -- trace "tcInstDecls:" $
-               tcInstDecls1 unf_env decls mod_name rn_name_supply
-               )                                       `thenTc` \ (inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
-    
-               -- trace "tc4" $
-               buildInstanceEnvs inst_info     `thenTc` \ inst_mapper ->
-    
-               returnTc (inst_mapper, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv)
-    
-       -- End of inner fix loop
-       ) `thenTc` \ (_, env, inst_info, deriv_binds, ddump_deriv) ->
+tcUserStmt :: [Name] -> RenamedStmt -> TcM (TypecheckedHsExpr, [Id])
+
+tcUserStmt names (ExprStmt expr _ loc)
+  = ASSERT( null names )
+    tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ uniq ->
+    let 
+       fresh_it = itName uniq
+        the_bind = FunMonoBind fresh_it False 
+                       [ mkSimpleMatch [] expr placeHolderType loc ] loc
+    in
+    tryTc_ (traceTc (text "tcs 1b") `thenNF_Tc_`
+               tc_stmts [fresh_it] [
+                   LetStmt (MonoBind the_bind [] NonRecursive),
+                   ExprStmt (HsApp (HsVar printName) (HsVar fresh_it)) placeHolderType loc])
+          (    traceTc (text "tcs 1a") `thenNF_Tc_`
+               tc_stmts [fresh_it] [BindStmt (VarPatIn fresh_it) expr loc])
+
+tcUserStmt names stmt
+  = tc_stmts names [stmt]
     
-       -- trace "tc5" $
-       tcSetEnv env $
-       
-           -- Default declarations
-       tcDefaults decls                `thenTc` \ defaulting_tys ->
-       tcSetDefaultTys defaulting_tys  $
-       
-       -- Create any necessary record selector Ids and their bindings
-       -- "Necessary" includes data and newtype declarations
-       let
-           tycons   = getEnv_TyCons env
-           classes  = getEnv_Classes env
-       in
-       mkDataBinds tycons              `thenTc` \ (data_ids, data_binds) ->
-       
-       -- Extend the global value environment with 
-       --      (a) constructors
-       --      (b) record selectors
-       --      (c) class op selectors
-       --      (d) default-method ids
-       tcExtendGlobalValEnv data_ids                           $
-       tcExtendGlobalValEnv (concat (map classSelIds classes)) $
-
-
-           -- Interface type signatures
-           -- We tie a knot so that the Ids read out of interfaces are in scope
-           --   when we read their pragmas.
-           -- What we rely on is that pragmas are typechecked lazily; if
-           --   any type errors are found (ie there's an inconsistency)
-           --   we silently discard the pragma
-       tcInterfaceSigs unf_env decls           `thenTc` \ sig_ids ->
-       tcExtendGlobalValEnv sig_ids            $
 
+tc_stmts names stmts
+  = tcLookupGlobalId returnIOName      `thenNF_Tc` \ return_id ->
+    tcLookupGlobalId bindIOName                `thenNF_Tc` \ bind_id ->
+    tcLookupGlobalId failIOName                `thenNF_Tc` \ fail_id ->
+    tcLookupTyCon ioTyConName          `thenNF_Tc` \ ioTyCon ->
+    newTyVarTy liftedTypeKind          `thenNF_Tc` \ res_ty ->
+    let
+       io_ty = (\ ty -> mkTyConApp ioTyCon [ty], res_ty)
 
-       -- Value declarations next.
-       -- We also typecheck any extra binds that came out of the "deriving" process
-        -- trace "tcBinds:"                    $
-       tcBindsAndThen
-           (\ is_rec binds1 (binds2, thing) -> (binds1 `AndMonoBinds` binds2, thing))
-           (get_val_decls decls `ThenBinds` deriv_binds)
-           (   tcGetEnv                `thenNF_Tc` \ env ->
-               returnTc ((EmptyMonoBinds, env), emptyLIE)
-           )                           `thenTc` \ ((val_binds, final_env), lie_valdecls) ->
-       tcSetEnv final_env $
+               -- mk_return builds the expression
+               --      returnIO @ [()] [coerce () x, ..,  coerce () z]
+       mk_return ids = HsApp (TyApp (HsVar return_id) [mkListTy unitTy]) 
+                             (ExplicitList unitTy (map mk_item ids))
+
+       mk_item id = HsApp (TyApp (HsVar unsafeCoerceId) [idType id, unitTy])
+                          (HsVar id)
+    in
+
+    traceTc (text "tcs 2") `thenNF_Tc_`
+    tcStmtsAndThen combine (DoCtxt DoExpr) io_ty stmts (
+       -- Look up the names right in the middle,
+       -- where they will all be in scope
+       mapNF_Tc tcLookupId names                       `thenNF_Tc` \ ids ->
+       returnTc ((ids, [ResultStmt (mk_return ids) noSrcLoc]), emptyLIE)
+    )                                                  `thenTc` \ ((ids, tc_stmts), lie) ->
+
+       -- Simplify the context right here, so that we fail
+       -- if there aren't enough instances.  Notably, when we see
+       --              e
+       -- we use tryTc_ to try         it <- e
+       -- and then                     let it = e
+       -- It's the simplify step that rejects the first.
+
+    traceTc (text "tcs 3") `thenNF_Tc_`
+    tcSimplifyTop lie                  `thenTc` \ const_binds ->
+    traceTc (text "tcs 4") `thenNF_Tc_`
+
+    returnTc (mkHsLet const_binds $
+             HsDoOut DoExpr tc_stmts return_id bind_id fail_id 
+                     (mkTyConApp ioTyCon [mkListTy unitTy]) noSrcLoc,
+             ids)
+  where
+    combine stmt (ids, stmts) = (ids, stmt:stmts)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Typechecking an expression}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+typecheckExpr :: DynFlags
+             -> PersistentCompilerState
+             -> HomeSymbolTable
+             -> TypeEnv           -- The interactive context's type envt 
+             -> PrintUnqualified       -- For error printing
+             -> Module
+             -> (RenamedHsExpr,        -- The expression itself
+                 [RenamedHsDecl])      -- Plus extra decls it sucked in from interface files
+             -> IO (Maybe (PersistentCompilerState, 
+                           TypecheckedHsExpr, 
+                           [Id],       -- always empty (matches typecheckStmt)
+                           Type))
+
+typecheckExpr dflags pcs hst ic_type_env unqual this_mod (expr, decls)
+  = typecheck dflags pcs hst unqual $
+
+        -- use the default default settings, i.e. [Integer, Double]
+    tcSetDefaultTys defaultDefaultTys $
+
+       -- Typecheck the extra declarations
+    fixTc (\ ~(unf_env, _, _, _, _) ->
+       tcImports unf_env pcs hst get_fixity this_mod decls
+    )                  `thenTc` \ (env, new_pcs, local_inst_info, deriv_binds, local_rules) ->
+    ASSERT( null local_inst_info && nullBinds deriv_binds && null local_rules )
+
+       -- Now typecheck the expression
+    tcSetEnv env                       $
+    tcExtendGlobalTypeEnv ic_type_env  $
+
+    newTyVarTy openTypeKind            `thenTc` \ ty ->
+    tcMonoExpr expr ty                         `thenTc` \ (e', lie) ->
+    tcSimplifyInfer smpl_doc (tyVarsOfType ty) lie 
+                                       `thenTc` \ (qtvs, lie_free, dict_binds, dict_ids) ->
+    tcSimplifyTop lie_free             `thenTc` \ const_binds ->
+
+    let all_expr = mkHsLet const_binds $
+                  TyLam qtvs           $
+                  DictLam dict_ids     $
+                  mkHsLet dict_binds   $       
+                  e'
+
+       all_expr_ty = mkForAllTys qtvs  $
+                     mkFunTys (map idType dict_ids) $
+                     ty
+    in
+
+    zonkExpr all_expr                          `thenNF_Tc` \ zonked_expr ->
+    zonkTcType all_expr_ty                     `thenNF_Tc` \ zonked_ty ->
+    ioToTc (dumpIfSet_dyn dflags 
+               Opt_D_dump_tc "Typechecked" (ppr zonked_expr)) `thenNF_Tc_`
+    returnTc (new_pcs, zonked_expr, [], zonked_ty) 
+
+  where
+    get_fixity :: Name -> Maybe Fixity
+    get_fixity n = pprPanic "typecheckExpr" (ppr n)
+
+    smpl_doc = ptext SLIT("main expression")
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Typechecking a module}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+typecheckModule
+       :: DynFlags
+       -> PersistentCompilerState
+       -> HomeSymbolTable
+       -> ModIface             -- Iface for this module
+       -> PrintUnqualified     -- For error printing
+       -> [RenamedHsDecl]
+       -> IO (Maybe (PersistentCompilerState, TcResults))
+                       -- The new PCS is Augmented with imported information,
+                                               -- (but not stuff from this module)
+
+data TcResults
+  = TcResults {
+       -- All these fields have info *just for this module*
+       tc_env     :: TypeEnv,                  -- The top level TypeEnv
+       tc_insts   :: [DFunId],                 -- Instances 
+       tc_rules   :: [TypecheckedRuleDecl],    -- Transformation rules
+       tc_binds   :: TypecheckedMonoBinds,     -- Bindings
+       tc_fords   :: [TypecheckedForeignDecl]  -- Foreign import & exports.
+    }
+
+
+typecheckModule dflags pcs hst mod_iface unqual decls
+  = do { maybe_tc_result <- typecheck dflags pcs hst unqual $
+                            tcModule pcs hst get_fixity this_mod decls
+       ; printTcDump dflags unqual maybe_tc_result
+       ; return maybe_tc_result }
+  where
+    this_mod   = mi_module   mod_iface
+    fixity_env = mi_fixities mod_iface
+
+    get_fixity :: Name -> Maybe Fixity
+    get_fixity nm = lookupNameEnv fixity_env nm
 
 
-               -- Second pass over class and instance declarations,
-               -- to compile the bindings themselves.
-       -- trace "tc8" $
-       tcInstDecls2  inst_info         `thenNF_Tc` \ (lie_instdecls, inst_binds) ->
-       tcClassDecls2 decls             `thenNF_Tc` \ (lie_clasdecls, cls_binds) ->
+tcModule :: PersistentCompilerState
+        -> HomeSymbolTable
+        -> (Name -> Maybe Fixity)
+        -> Module
+        -> [RenamedHsDecl]
+        -> TcM (PersistentCompilerState, TcResults)
 
+tcModule pcs hst get_fixity this_mod decls
+  = fixTc (\ ~(unf_env, _, _) ->
+               -- Loop back the final environment, including the fully zonked
+               -- versions of bindings from this module.  In the presence of mutual
+               -- recursion, interface type signatures may mention variables defined
+               -- in this module, which is why the knot is so big
 
+               -- Type-check the type and class decls, and all imported decls
+       tcImports unf_env pcs hst get_fixity this_mod decls     
+                               `thenTc` \ (env, new_pcs, local_insts, deriv_binds, local_rules) ->
 
-       -- Check that "main" has the right signature
-       tcCheckMainSig mod_name         `thenTc_` 
+       tcSetEnv env                            $
+
+        -- Foreign import declarations next
+        traceTc (text "Tc4")                   `thenNF_Tc_`
+       tcForeignImports decls                  `thenTc`    \ (fo_ids, foi_decls) ->
+       tcExtendGlobalValEnv fo_ids             $
+    
+       -- Default declarations
+       tcDefaults decls                        `thenTc` \ defaulting_tys ->
+       tcSetDefaultTys defaulting_tys          $
+       
+       -- Value declarations next.
+       -- We also typecheck any extra binds that came out of the "deriving" process
+       traceTc (text "Default types" <+> ppr defaulting_tys)   `thenNF_Tc_`
+        traceTc (text "Tc5")                           `thenNF_Tc_`
+       tcTopBinds (val_binds `ThenBinds` deriv_binds)  `thenTc` \ ((val_binds, env), lie_valdecls) ->
+       
+       -- Second pass over class and instance declarations, 
+       -- plus rules and foreign exports, to generate bindings
+       tcSetEnv env                            $
+       tcInstDecls2  local_insts               `thenNF_Tc` \ (lie_instdecls, inst_binds) ->
+       tcClassDecls2 this_mod tycl_decls       `thenNF_Tc` \ (lie_clasdecls, cls_dm_binds) ->
+       tcForeignExports decls                  `thenTc`    \ (lie_fodecls,   foe_binds, foe_decls) ->
+       tcSourceRules source_rules              `thenNF_Tc` \ (lie_rules,     more_local_rules) ->
+       
+               -- CHECK THAT main IS DEFINED WITH RIGHT TYPE, IF REQUIRED
+        traceTc (text "Tc6")                   `thenNF_Tc_`
+       tcCheckMain this_mod                    `thenTc_`
 
             -- Deal with constant or ambiguous InstIds.  How could
             -- there be ambiguous ones?  They can only arise if a
@@ -220,98 +382,345 @@ tcModule rn_name_supply
             -- restriction, and no subsequent decl instantiates its
             -- type.  (Usually, ambiguous type variables are resolved
             -- during the generalisation step.)
-       -- trace "tc9" $
+            --
+            -- Note that we must do this *after* tcCheckMain, because of the
+            -- following bizarre case: 
+            --         main = return ()
+            -- Here, we infer main :: forall a. m a, where m is a free
+            -- type variable.  tcCheckMain will unify it with IO, and that
+            -- must happen before tcSimplifyTop, since the latter will report
+            -- m as ambiguous
        let
-           lie_alldecls = lie_valdecls `plusLIE` lie_instdecls `plusLIE` lie_clasdecls
+           lie_alldecls = lie_valdecls  `plusLIE`
+                          lie_instdecls `plusLIE`
+                          lie_clasdecls `plusLIE`
+                          lie_fodecls   `plusLIE`
+                          lie_rules
        in
-       tcSimplifyTop lie_alldecls                      `thenTc` \ const_inst_binds ->
-
-
+       tcSimplifyTop lie_alldecls      `thenTc` \ const_inst_binds ->
+        traceTc (text "endsimpltop") `thenTc_`
+       
            -- Backsubstitution.    This must be done last.
-           -- Even tcCheckMainSig and tcSimplifyTop may do some unification.
+           -- Even tcSimplifyTop may do some unification.
        let
-           all_binds = data_binds              `AndMonoBinds` 
-                       val_binds               `AndMonoBinds`
-                       inst_binds              `AndMonoBinds`
-                       cls_binds               `AndMonoBinds`
-                       const_inst_binds
+           all_binds = val_binds               `AndMonoBinds`
+                           inst_binds          `AndMonoBinds`
+                           cls_dm_binds        `AndMonoBinds`
+                           const_inst_binds    `AndMonoBinds`
+                           foe_binds
        in
-       zonkTopBinds all_binds  `thenNF_Tc` \ (all_binds', really_final_env)  ->
-
-       returnTc (really_final_env, (all_binds', inst_info, ddump_deriv))
+       traceTc (text "Tc7")            `thenNF_Tc_`
+       zonkTopBinds all_binds          `thenNF_Tc` \ (all_binds', final_env)  ->
+       tcSetEnv final_env              $
+               -- zonkTopBinds puts all the top-level Ids into the tcGEnv
+       traceTc (text "Tc8")            `thenNF_Tc_`
+       zonkForeignExports foe_decls    `thenNF_Tc` \ foe_decls' ->
+       traceTc (text "Tc9")            `thenNF_Tc_`
+       zonkRules more_local_rules      `thenNF_Tc` \ more_local_rules' ->
+       
+       
+       let     local_things = filter (isLocalThing this_mod) (nameEnvElts (getTcGEnv final_env))
+       
+               -- Create any necessary "implicit" bindings (data constructors etc)
+               -- Should we create bindings for dictionary constructors?
+               -- They are always fully applied, and the bindings are just there
+               -- to support partial applications. But it's easier to let them through.
+               implicit_binds = andMonoBindList [ CoreMonoBind id (unfoldingTemplate unf)
+                                                | id <- implicitTyThingIds local_things
+                                                , let unf = idUnfolding id
+                                                , hasUnfolding unf
+                                                ]
+       
+               local_type_env :: TypeEnv
+               local_type_env = mkTypeEnv local_things
+                   
+               all_local_rules = local_rules ++ more_local_rules'
+       in  
+       traceTc (text "Tc10")           `thenNF_Tc_`
+       returnTc (final_env,
+                 new_pcs,
+                 TcResults { tc_env     = local_type_env,
+                             tc_insts   = map iDFunId local_insts,
+                             tc_binds   = implicit_binds `AndMonoBinds` all_binds', 
+                             tc_fords   = foi_decls ++ foe_decls',
+                             tc_rules   = all_local_rules
+                           }
+       )
+    )                  `thenTc` \ (_, pcs, tc_result) ->
+    returnTc (pcs, tc_result)
+  where
+    tycl_decls   = [d | TyClD d <- decls]
+    val_binds    = foldr ThenBinds EmptyBinds [binds | ValD binds <- decls]
+    source_rules = [d | RuleD d <- decls, not (isIfaceRuleDecl d)]
+\end{code}
 
-    -- End of outer fix loop
-    ) `thenTc` \ (final_env, (all_binds', inst_info, ddump_deriv)) ->
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Typechecking interface decls}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
+\begin{code}
+typecheckIface
+       :: DynFlags
+       -> PersistentCompilerState
+       -> HomeSymbolTable
+       -> ModIface             -- Iface for this module (just module & fixities)
+       -> [RenamedHsDecl]
+       -> IO (Maybe (PersistentCompilerState, ModDetails))
+                       -- The new PCS is Augmented with imported information,
+                       -- (but not stuff from this module).
+
+typecheckIface dflags pcs hst mod_iface decls
+  = do { maybe_tc_stuff <- typecheck dflags pcs hst alwaysQualify $
+                           tcIfaceImports pcs hst get_fixity this_mod decls
+       ; printIfaceDump dflags maybe_tc_stuff
+       ; return maybe_tc_stuff }
+  where
+    this_mod   = mi_module   mod_iface
+    fixity_env = mi_fixities mod_iface
+
+    get_fixity :: Name -> Maybe Fixity
+    get_fixity nm = lookupNameEnv fixity_env nm
+
+    tcIfaceImports pcs hst get_fixity this_mod decls
+       = fixTc (\ ~(unf_env, _, _, _, _) ->
+             tcImports unf_env pcs hst get_fixity this_mod decls
+          )    `thenTc` \ (env, new_pcs, local_inst_info, 
+                           deriv_binds, local_rules) ->
+         ASSERT(nullBinds deriv_binds)
+         let 
+             local_things = filter (isLocalThing this_mod) (nameEnvElts (getTcGEnv env))
+
+             mod_details = ModDetails { md_types = mkTypeEnv local_things,
+                                        md_insts = map iDFunId local_inst_info,
+                                        md_rules = [(id,rule) | IfaceRuleOut id rule <- local_rules],
+                                        md_binds = [] }
+                       -- All the rules from an interface are of the IfaceRuleOut form
+         in
+          returnTc (new_pcs, mod_details)
+
+tcImports :: RecTcEnv
+         -> PersistentCompilerState
+         -> HomeSymbolTable
+         -> (Name -> Maybe Fixity)
+         -> Module
+         -> [RenamedHsDecl]
+         -> TcM (TcEnv, PersistentCompilerState, [InstInfo], 
+                        RenamedHsBinds, [TypecheckedRuleDecl])
+
+-- tcImports is a slight mis-nomer.  
+-- It deals with everything that could be an import:
+--     type and class decls
+--     interface signatures (checked lazily)
+--     instance decls
+--     rule decls
+-- These can occur in source code too, of course
+
+tcImports unf_env pcs hst get_fixity this_mod decls
+         -- (unf_env :: RecTcEnv) is used for type-checking interface pragmas
+         -- which is done lazily [ie failure just drops the pragma
+         -- without having any global-failure effect].
+         -- 
+         -- unf_env is also used to get the pragama info
+         -- for imported dfuns and default methods
+
+  = checkNoErrsTc $
+       -- tcImports recovers internally, but if anything gave rise to
+       -- an error we'd better stop now, to avoid a cascade
+       
+    traceTc (text "Tc1")                       `thenNF_Tc_`
+    tcTyAndClassDecls unf_env tycl_decls       `thenTc` \ env ->
+    tcSetEnv env                               $
+    
+       -- Typecheck the instance decls, includes deriving
+    traceTc (text "Tc2")       `thenNF_Tc_`
+    tcInstDecls1 (pcs_insts pcs) (pcs_PRS pcs) 
+            hst unf_env get_fixity this_mod 
+            decls                      `thenTc` \ (new_pcs_insts, inst_env, local_insts, deriv_binds) ->
+    tcSetInstEnv inst_env                      $
+    
+    -- Interface type signatures
+    -- We tie a knot so that the Ids read out of interfaces are in scope
+    --   when we read their pragmas.
+    -- What we rely on is that pragmas are typechecked lazily; if
+    --   any type errors are found (ie there's an inconsistency)
+    --   we silently discard the pragma
+    traceTc (text "Tc3")                       `thenNF_Tc_`
+    tcInterfaceSigs unf_env this_mod tycl_decls        `thenTc` \ sig_ids ->
+    tcExtendGlobalValEnv sig_ids               $
+    
+    
+    tcIfaceRules (pcs_rules pcs) this_mod iface_rules  `thenNF_Tc` \ (new_pcs_rules, local_rules) ->
+       -- When relinking this module from its interface-file decls
+       -- we'll have IfaceRules that are in fact local to this module
+       -- That's the reason we we get any local_rules out here
+    
+    tcGetEnv                                           `thenTc` \ unf_env ->
     let
-       tycons   = getEnv_TyCons   final_env
-       classes  = getEnv_Classes  final_env
-
-       local_tycons  = filter isLocallyDefined tycons
-       local_classes = filter isLocallyDefined classes
+        all_things = nameEnvElts (getTcGEnv unf_env)
+    
+         -- sometimes we're compiling in the context of a package module
+         -- (on the GHCi command line, for example).  In this case, we
+         -- want to treat everything we pulled in as an imported thing.
+        imported_things
+                 = filter (not . isLocalThing this_mod) all_things
+        
+        new_pte :: PackageTypeEnv
+        new_pte = extendTypeEnvList (pcs_PTE pcs) imported_things
+        
+        new_pcs :: PersistentCompilerState
+        new_pcs = pcs { pcs_PTE   = new_pte,
+                       pcs_insts = new_pcs_insts,
+                       pcs_rules = new_pcs_rules
+                 }
     in
-       -- FINISHED AT LAST
-    returnTc (
-       all_binds',
+    returnTc (unf_env, new_pcs, local_insts, deriv_binds, local_rules)
+  where
+    tycl_decls  = [d | TyClD d <- decls]
+    iface_rules = [d | RuleD d <- decls, isIfaceRuleDecl d]
+\end{code}    
 
-       local_tycons, local_classes, inst_info, tycon_specs,
 
-       ddump_deriv
-    )
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Checking the type of main}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-get_val_decls decls = foldr ThenBinds EmptyBinds [binds | ValD binds <- decls]
-\end{code}
+We must check that in module Main,
+       a) main is defined
+       b) main :: forall a1...an. IO t,  for some type t
 
+If we have
+       main = error "Urk"
+then the type of main will be 
+       main :: forall a. a
+and that should pass the test too.  
+
+So we just instantiate the type and unify with IO t, and declare 
+victory if doing so succeeds.
 
 \begin{code}
-tcCheckMainSig mod_name
-  | not is_main && not is_ghc_main
-  = returnTc ()                -- A non-main module
+tcCheckMain :: Module -> TcM ()
+tcCheckMain this_mod
+  | not (moduleName this_mod == mAIN_Name )
+  = returnTc ()
 
   | otherwise
-  =    -- Check that main is defined
-    tcLookupTyCon tycon_name                   `thenTc` \ (_,_,tycon) ->
-    tcLookupLocalValue main_name               `thenNF_Tc` \ maybe_main_id ->
-    case maybe_main_id of {
-       Nothing  -> failTc (noMainErr mod_name main_name);
-       Just main_id   ->
-
-       -- Check that it has the right type (or a more general one)
-    let
-       expected_ty | isSynTyCon tycon = mkSynTy tycon [unitTy]
-                   | otherwise        = applyTyCon tycon [unitTy]
-               -- This is bizarre.  There ought to be a suitable function in Type.lhs!
-    in
-    tcInstType [] expected_ty                  `thenNF_Tc` \ expected_tau ->
-    tcId main_name                             `thenNF_Tc` \ (_, lie, main_tau) ->
-    tcSetErrCtxt (mainTyCheckCtxt main_name) $
-    unifyTauTy expected_tau
-              main_tau                         `thenTc_`
-    checkTc (isEmptyBag lie) (mainTyMisMatch main_name expected_ty (idType main_id))
-    }
+  =    -- First unify the main_id with IO t, for any old t
+    tcLookup_maybe mainName            `thenNF_Tc` \ maybe_thing ->
+    case maybe_thing of
+       Just (ATcId main_id) -> check_main_ty (idType main_id)
+       other                -> addErrTc noMainErr      
   where
-    is_main     = mod_name == mAIN
-    is_ghc_main = mod_name == gHC_MAIN
+    check_main_ty main_ty
+      = tcInstType main_ty             `thenNF_Tc` \ (tvs, theta, main_tau) ->
+       newTyVarTy liftedTypeKind       `thenNF_Tc` \ arg_ty ->
+       tcLookupTyCon ioTyConName       `thenNF_Tc` \ ioTyCon ->
+       tcAddErrCtxtM (mainTypeCtxt main_ty)    $
+       if not (null theta) then 
+               failWithTc empty        -- Context has the error message
+       else
+       unifyTauTy main_tau (mkTyConApp ioTyCon [arg_ty])
+
+mainTypeCtxt main_ty tidy_env 
+  = zonkTcType main_ty         `thenNF_Tc` \ main_ty' ->
+    returnNF_Tc (tidy_env, ptext SLIT("`main' has the illegal type") <+> 
+                                quotes (ppr (tidyType tidy_env main_ty')))
+
+noMainErr = hsep [ptext SLIT("Module") <+> quotes (ppr mAIN_Name), 
+                 ptext SLIT("must include a definition for") <+> quotes (ptext SLIT("main"))]
+\end{code}
 
-    main_name | is_main   = main_NAME
-             | otherwise = mainPrimIO_NAME
 
-    tycon_name | is_main   = ioTyCon_NAME
-              | otherwise = primIoTyCon_NAME
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Interfacing the Tc monad to the IO monad}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+typecheck :: DynFlags
+         -> PersistentCompilerState
+         -> HomeSymbolTable
+         -> PrintUnqualified   -- For error printing
+         -> TcM r
+         -> IO (Maybe r)
+
+typecheck dflags pcs hst unqual thing_inside 
+ = do  { showPass dflags "Typechecker";
+       ; env <- initTcEnv hst (pcs_PTE pcs)
+
+       ; (maybe_tc_result, errs) <- initTc dflags env thing_inside
+
+       ; printErrorsAndWarnings unqual errs
+
+       ; if errorsFound errs then 
+             return Nothing 
+           else 
+             return maybe_tc_result
+       }
+\end{code}
 
-mainTyCheckCtxt main_name sty
-  = hsep [ptext SLIT("When checking that"), ppr sty main_name, ptext SLIT("has the required type")]
 
-noMainErr mod_name main_name sty
-  = hsep [ptext SLIT("Module"), pprModule sty mod_name, 
-          ptext SLIT("must include a definition for"), ppr sty main_name]
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Dumping output}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-mainTyMisMatch :: Name -> Type -> TcType s -> Error
-mainTyMisMatch main_name expected actual sty
-  = hang (hsep [ppr sty main_name, ptext SLIT("has the wrong type")])
-        4 (vcat [
-                       hsep [ptext SLIT("Expected:"), ppr sty expected],
-                       hsep [ptext SLIT("Inferred:"), ppr sty actual]
-                    ])
+\begin{code}
+printTcDump dflags unqual Nothing = return ()
+printTcDump dflags unqual (Just (_, results))
+  = do if dopt Opt_D_dump_types dflags || dopt Opt_D_dump_tc dflags then
+         printForUser stdout unqual (dump_tc_iface dflags results)
+          else return ()
+
+       dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_tc    
+                     "Typechecked" (ppr (tc_binds results))
+
+         
+printIfaceDump dflags Nothing = return ()
+printIfaceDump dflags (Just (_, details))
+  = dumpIfSet_dyn_or dflags [Opt_D_dump_types, Opt_D_dump_tc]
+                     "Interface" (pprModDetails details)
+
+dump_tc_iface dflags results
+  = vcat [pprModDetails (ModDetails {md_types = tc_env results, 
+                                    md_insts = tc_insts results,
+                                    md_rules = [], md_binds = []}) ,
+         ppr_rules (tc_rules results),
+
+         if dopt Opt_Generics dflags then
+               ppr_gen_tycons [tc | ATyCon tc <- nameEnvElts (tc_env results)]
+         else 
+               empty
+    ]
+
+ppr_rules [] = empty
+ppr_rules rs = vcat [ptext SLIT("{-# RULES"),
+                     nest 4 (vcat (map ppr rs)),
+                     ptext SLIT("#-}")]
+
+ppr_gen_tycons tcs = vcat [ptext SLIT("{-# Generic type constructor details"),
+                          vcat (map ppr_gen_tycon tcs),
+                          ptext SLIT("#-}")
+                    ]
+
+-- x&y are now Id's, not CoreExpr's 
+ppr_gen_tycon tycon 
+  | Just ep <- tyConGenInfo tycon
+  = (ppr tycon <> colon) $$ nest 4 (ppr_ep ep)
+
+  | otherwise = ppr tycon <> colon <+> ptext SLIT("Not derivable")
+
+ppr_ep (EP from to)
+  = vcat [ ptext SLIT("Rep type:") <+> ppr (tcFunResultTy from_tau),
+          ptext SLIT("From:") <+> ppr (unfoldingTemplate (idUnfolding from)),
+          ptext SLIT("To:")   <+> ppr (unfoldingTemplate (idUnfolding to))
+    ]
+  where
+    (_,from_tau) = tcSplitForAllTys (idType from)
 \end{code}