Add ASSERTs to all calls of nameModule
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / Inst.lhs
index b0fe5f9..b5eeff0 100644 (file)
@@ -7,7 +7,7 @@ The @Inst@ type: dictionaries or method instances
 
 \begin{code}
 module Inst ( 
-       Inst, 
+       Inst,
 
        pprInstances, pprDictsTheta, pprDictsInFull,    -- User error messages
        showLIE, pprInst, pprInsts, pprInstInFull,      -- Debugging messages
@@ -15,10 +15,10 @@ module Inst (
        tidyInsts, tidyMoreInsts,
 
        newDictBndr, newDictBndrs, newDictBndrsO,
+       newDictOccs, newDictOcc,
        instCall, instStupidTheta,
-       cloneDict, 
-       shortCutFracLit, shortCutIntLit, newIPDict, 
-       newMethod, newMethodFromName, newMethodWithGivenTy, 
+       cloneDict, mkOverLit,
+       newIPDict, newMethod, newMethodFromName, newMethodWithGivenTy, 
        tcInstClassOp, 
        tcSyntaxName, isHsVar,
 
@@ -26,24 +26,33 @@ module Inst (
        ipNamesOfInst, ipNamesOfInsts, fdPredsOfInst, fdPredsOfInsts,
        getDictClassTys, dictPred,
 
-       lookupSimpleInst, LookupInstResult(..), lookupPred, 
+       lookupSimpleInst, LookupInstResult(..), 
        tcExtendLocalInstEnv, tcGetInstEnvs, getOverlapFlag,
 
+       isAbstractableInst, isEqInst,
        isDict, isClassDict, isMethod, isImplicInst,
        isIPDict, isInheritableInst, isMethodOrLit,
-       isTyVarDict, isMethodFor, getDefaultableDicts,
+       isTyVarDict, isMethodFor, 
 
        zonkInst, zonkInsts,
-       instToId, instToVar, instName,
+       instToId, instToVar, instType, instName, instToDictBind,
+       addInstToDictBind,
 
-       InstOrigin(..), InstLoc, pprInstLoc
+       InstOrigin(..), InstLoc, pprInstLoc,
+
+       mkWantedCo, mkGivenCo, isWantedCo, eqInstCoType, mkIdEqInstCo, 
+        mkSymEqInstCo, mkLeftTransEqInstCo, mkRightTransEqInstCo, mkAppEqInstCo,
+        wantedEqInstIsUnsolved, eitherEqInst, mkEqInst, mkWantedEqInst,
+        wantedToLocalEqInst, finalizeEqInst, eqInstType, eqInstCoercion,
+        eqInstTys
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcPolyExpr )
-import {-# SOURCE #-}  TcUnify( unifyType )
+import {-# SOURCE #-}  TcUnify( boxyUnify {- , unifyType -} )
 
+import FastString
 import HsSyn
 import TcHsSyn
 import TcRnMonad
@@ -52,41 +61,48 @@ import InstEnv
 import FunDeps
 import TcMType
 import TcType
+import MkCore
 import Type
+import TypeRep
 import Class
 import Unify
 import Module
 import Coercion
 import HscTypes
 import CoreFVs
-import DataCon
 import Id
 import Name
 import NameSet
-import Literal
 import Var      ( Var, TyVar )
 import qualified Var
 import VarEnv
 import VarSet
-import TysWiredIn
 import PrelNames
 import BasicTypes
 import SrcLoc
 import DynFlags
+import Bag
 import Maybes
 import Util
+import Unique
 import Outputable
+import Data.List
+
+import Control.Monad
 \end{code}
 
 
+
 Selection
 ~~~~~~~~~
 \begin{code}
 instName :: Inst -> Name
+instName (EqInst {tci_name = name}) = name
 instName inst = Var.varName (instToVar inst)
 
 instToId :: Inst -> TcId
-instToId inst = ASSERT2( isId id, ppr inst ) id 
+instToId inst = WARN( not (isId id), ppr inst ) 
+             id 
              where
                id = instToVar inst
 
@@ -101,27 +117,38 @@ instToVar (Dict {tci_name = nm, tci_pred = pred})
 instToVar (ImplicInst {tci_name = nm, tci_tyvars = tvs, tci_given = givens,
                       tci_wanted = wanteds})
   = mkLocalId nm (mkImplicTy tvs givens wanteds)
+instToVar inst@(EqInst {})
+  = eitherEqInst inst id assertCoVar
+  where
+    assertCoVar (TyVarTy cotv) = cotv
+    assertCoVar coty           = pprPanic "Inst.instToVar" (ppr coty)
 
 instType :: Inst -> Type
-instType (LitInst {tci_ty = ty}) = ty
-instType (Method {tci_id = id}) = idType id
+instType (LitInst {tci_ty = ty})  = ty
+instType (Method {tci_id = id})   = idType id
 instType (Dict {tci_pred = pred}) = mkPredTy pred
 instType imp@(ImplicInst {})      = mkImplicTy (tci_tyvars imp) (tci_given imp)        
                                               (tci_wanted imp)
+-- instType i@(EqInst {tci_co = co}) = eitherEqInst i TyVarTy id
+instType (EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2}) = mkPredTy (EqPred ty1 ty2)
 
+mkImplicTy :: [TyVar] -> [Inst] -> [Inst] -> Type
 mkImplicTy tvs givens wanteds  -- The type of an implication constraint
-  = ASSERT( all isDict givens )
+  = ASSERT( all isAbstractableInst givens )
     -- pprTrace "mkImplicTy" (ppr givens) $
-    mkForAllTys tvs $ 
-    mkPhiTy (map dictPred givens) $
-    if isSingleton wanteds then
-       instType (head wanteds) 
-    else
-       mkTupleTy Boxed (length wanteds) (map instType wanteds)
-
+    -- See [Equational Constraints in Implication Constraints]
+    let dict_wanteds = filter (not . isEqInst) wanteds
+    in 
+      mkForAllTys tvs $ 
+      mkPhiTy (map dictPred givens) $
+      mkBigCoreTupTy (map instType dict_wanteds)
+
+dictPred :: Inst -> TcPredType
 dictPred (Dict {tci_pred = pred}) = pred
+dictPred (EqInst {tci_left=ty1,tci_right=ty2}) = EqPred ty1 ty2
 dictPred inst                    = pprPanic "dictPred" (ppr inst)
 
+getDictClassTys :: Inst -> (Class, [Type])
 getDictClassTys (Dict {tci_pred = pred}) = getClassPredTys pred
 getDictClassTys inst                    = pprPanic "getDictClassTys" (ppr inst)
 
@@ -131,18 +158,21 @@ getDictClassTys inst                       = pprPanic "getDictClassTys" (ppr inst)
 -- Leaving these in is really important for the call to fdPredsOfInsts
 -- in TcSimplify.inferLoop, because the result is fed to 'grow',
 -- which is supposed to be conservative
+fdPredsOfInst :: Inst -> [TcPredType]
 fdPredsOfInst (Dict {tci_pred = pred})              = [pred]
 fdPredsOfInst (Method {tci_theta = theta})   = theta
 fdPredsOfInst (ImplicInst {tci_given = gs, 
                           tci_wanted = ws}) = fdPredsOfInsts (gs ++ ws)
 fdPredsOfInst (LitInst {})                  = []
+fdPredsOfInst (EqInst {})                   = []
 
 fdPredsOfInsts :: [Inst] -> [PredType]
 fdPredsOfInsts insts = concatMap fdPredsOfInst insts
 
+isInheritableInst :: Inst -> Bool
 isInheritableInst (Dict {tci_pred = pred})     = isInheritablePred pred
 isInheritableInst (Method {tci_theta = theta}) = all isInheritablePred theta
-isInheritableInst other                               = True
+isInheritableInst _                            = True
 
 
 ---------------------------------
@@ -155,79 +185,82 @@ ipNamesOfInsts insts = [n | inst <- insts, n <- ipNamesOfInst inst]
 
 ipNamesOfInst (Dict {tci_pred = IParam n _}) = [ipNameName n]
 ipNamesOfInst (Method {tci_theta = theta})   = [ipNameName n | IParam n _ <- theta]
-ipNamesOfInst other                         = []
+ipNamesOfInst _                              = []
 
 ---------------------------------
 tyVarsOfInst :: Inst -> TcTyVarSet
 tyVarsOfInst (LitInst {tci_ty = ty})  = tyVarsOfType  ty
 tyVarsOfInst (Dict {tci_pred = pred}) = tyVarsOfPred pred
-tyVarsOfInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys}) = tyVarsOfTypes tys `unionVarSet` idFreeTyVars id
+tyVarsOfInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys}) = tyVarsOfTypes tys `unionVarSet` varTypeTyVars id
                                 -- The id might have free type variables; in the case of
                                 -- locally-overloaded class methods, for example
 tyVarsOfInst (ImplicInst {tci_tyvars = tvs, tci_given = givens, tci_wanted = wanteds})
-  = (tyVarsOfInsts givens `unionVarSet` tyVarsOfInsts wanteds) `minusVarSet` mkVarSet tvs
-
+  = (tyVarsOfInsts givens `unionVarSet` tyVarsOfInsts wanteds) 
+    `minusVarSet` mkVarSet tvs
+    `unionVarSet` unionVarSets (map varTypeTyVars tvs)
+               -- Remember the free tyvars of a coercion
+tyVarsOfInst (EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2}) = tyVarsOfType ty1 `unionVarSet` tyVarsOfType ty2
 
+tyVarsOfInsts :: [Inst] -> VarSet
 tyVarsOfInsts insts = foldr (unionVarSet . tyVarsOfInst) emptyVarSet insts
+tyVarsOfLIE :: Bag Inst -> VarSet
 tyVarsOfLIE   lie   = tyVarsOfInsts (lieToList lie)
+
+
+--------------------------
+instToDictBind :: Inst -> LHsExpr TcId -> TcDictBinds
+instToDictBind inst rhs 
+  = unitBag (L (instSpan inst) (VarBind (instToId inst) rhs))
+
+addInstToDictBind :: TcDictBinds -> Inst -> LHsExpr TcId -> TcDictBinds
+addInstToDictBind binds inst rhs = binds `unionBags` instToDictBind inst rhs
 \end{code}
 
 Predicates
 ~~~~~~~~~~
 \begin{code}
+
+isAbstractableInst :: Inst -> Bool
+isAbstractableInst inst = isDict inst || isEqInst inst
+
+isEqInst :: Inst -> Bool
+isEqInst (EqInst {}) = True
+isEqInst _           = False
+
 isDict :: Inst -> Bool
 isDict (Dict {}) = True
-isDict other    = False
+isDict _         = False
 
 isClassDict :: Inst -> Bool
 isClassDict (Dict {tci_pred = pred}) = isClassPred pred
-isClassDict other                   = False
+isClassDict _                        = False
 
 isTyVarDict :: Inst -> Bool
 isTyVarDict (Dict {tci_pred = pred}) = isTyVarClassPred pred
-isTyVarDict other                   = False
+isTyVarDict _                        = False
 
 isIPDict :: Inst -> Bool
 isIPDict (Dict {tci_pred = pred}) = isIPPred pred
-isIPDict other                   = False
+isIPDict _                        = False
 
+isImplicInst :: Inst -> Bool
 isImplicInst (ImplicInst {}) = True
-isImplicInst other          = False
+isImplicInst _               = False
 
 isMethod :: Inst -> Bool
 isMethod (Method {}) = True
-isMethod other      = False
+isMethod _           = False
 
 isMethodFor :: TcIdSet -> Inst -> Bool
 isMethodFor ids (Method {tci_oid = id}) = id `elemVarSet` ids
-isMethodFor ids inst                   = False
+isMethodFor _   _                       = False
 
 isMethodOrLit :: Inst -> Bool
 isMethodOrLit (Method {})  = True
 isMethodOrLit (LitInst {}) = True
-isMethodOrLit other        = False
+isMethodOrLit _            = False
 \end{code}
 
-\begin{code}
-getDefaultableDicts :: [Inst] -> ([(Inst, Class, TcTyVar)], TcTyVarSet)
--- Look for free dicts of the form (C tv), even inside implications
--- *and* the set of tyvars mentioned by all *other* constaints
--- This disgustingly ad-hoc function is solely to support defaulting
-getDefaultableDicts insts
-  = (concat ps, unionVarSets tvs)
-  where
-    (ps, tvs) = mapAndUnzip get insts
-    get d@(Dict {tci_pred = ClassP cls [ty]})
-       | Just tv <- tcGetTyVar_maybe ty = ([(d,cls,tv)], emptyVarSet)
-       | otherwise                      = ([], tyVarsOfType ty)
-    get (ImplicInst {tci_tyvars = tvs, tci_wanted = wanteds})
-       = ([ up | up@(_,_,tv) <- ups, not (tv `elemVarSet` tv_set)],
-          ftvs `minusVarSet` tv_set)
-       where
-          tv_set = mkVarSet tvs
-          (ups, ftvs) = getDefaultableDicts wanteds
-    get inst = ([], tyVarsOfInst inst)
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -249,7 +282,41 @@ newDictBndrs :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM [Inst]
 newDictBndrs inst_loc theta = mapM (newDictBndr inst_loc) theta
 
 newDictBndr :: InstLoc -> TcPredType -> TcM Inst
-newDictBndr inst_loc pred
+-- Makes a "given"
+newDictBndr inst_loc pred@(EqPred ty1 ty2)
+  = do { uniq <- newUnique 
+       ; let name = mkPredName uniq inst_loc pred 
+             co   = mkGivenCo $ TyVarTy (Var.mkCoVar name (PredTy pred))
+       ; return (EqInst {tci_name  = name, 
+                         tci_loc   = inst_loc, 
+                         tci_left  = ty1, 
+                         tci_right = ty2, 
+                         tci_co    = co }) }
+
+newDictBndr inst_loc pred = newDict inst_loc pred
+
+-------------------
+newDictOccs :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM [Inst]
+newDictOccs inst_loc theta = mapM (newDictOcc inst_loc) theta
+
+newDictOcc :: InstLoc -> TcPredType -> TcM Inst
+-- Makes a "wanted"
+newDictOcc inst_loc pred@(EqPred ty1 ty2)
+  = do { uniq <- newUnique 
+       ; cotv <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; let name = mkPredName uniq inst_loc pred 
+       ; return (EqInst {tci_name  = name, 
+                         tci_loc   = inst_loc, 
+                         tci_left  = ty1, 
+                         tci_right = ty2, 
+                         tci_co    = Left cotv }) }
+
+newDictOcc inst_loc pred = newDict inst_loc pred
+
+----------------
+newDict :: InstLoc -> TcPredType -> TcM Inst
+-- Always makes a Dict, not an EqInst
+newDict inst_loc pred
   = do         { uniq <- newUnique 
        ; let name = mkPredName uniq inst_loc pred 
        ; return (Dict {tci_name = name, tci_pred = pred, tci_loc = inst_loc}) }
@@ -260,12 +327,11 @@ instCall :: InstOrigin -> [TcType] -> TcThetaType -> TcM HsWrapper
 --     (instCall o tys theta)
 -- (a) Makes fresh dictionaries as necessary for the constraints (theta)
 -- (b) Throws these dictionaries into the LIE
--- (c) Eeturns an HsWrapper ([.] tys dicts)
+-- (c) Returns an HsWrapper ([.] tys dicts)
 
 instCall orig tys theta 
   = do { loc <- getInstLoc orig
-       ; (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
-       ; extendLIEs dicts
+       ; dict_app <- instCallDicts loc theta
        ; return (dict_app <.> mkWpTyApps tys) }
 
 ----------------
@@ -274,35 +340,44 @@ instStupidTheta :: InstOrigin -> TcThetaType -> TcM ()
 -- Used exclusively for the 'stupid theta' of a data constructor
 instStupidTheta orig theta
   = do { loc <- getInstLoc orig
-       ; (dicts, _) <- instCallDicts loc theta
-       ; extendLIEs dicts }
+       ; _co <- instCallDicts loc theta        -- Discard the coercion
+       ; return () }
 
 ----------------
-instCallDicts :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM ([Inst], HsWrapper)
+instCallDicts :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM HsWrapper
+-- Instantiates the TcTheta, puts all constraints thereby generated
+-- into the LIE, and returns a HsWrapper to enclose the call site.
 -- This is the key place where equality predicates 
 -- are unleashed into the world
-instCallDicts loc [] = return ([], idHsWrapper)
+instCallDicts _ [] = return idHsWrapper
+
+-- instCallDicts loc (EqPred ty1 ty2 : preds)
+--   = do  { unifyType ty1 ty2 -- For now, we insist that they unify right away 
+--                             -- Later on, when we do associated types, 
+--                             -- unifyType :: Type -> Type -> TcM ([Inst], Coercion)
+--     ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
+--     ; return (dicts, co_fn <.> WpTyApp ty1) }
+--     -- We use type application to apply the function to the 
+--     -- coercion; here ty1 *is* the appropriate identity coercion
 
 instCallDicts loc (EqPred ty1 ty2 : preds)
-  = do  { unifyType ty1 ty2    -- For now, we insist that they unify right away 
-                               -- Later on, when we do associated types, 
-                               -- unifyType :: Type -> Type -> TcM ([Inst], Coercion)
-       ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
-       ; return (dicts, co_fn <.> WpTyApp ty1) }
-       -- We use type application to apply the function to the 
-       -- coercion; here ty1 *is* the appropriate identity coercion
+  = do  { traceTc (text "instCallDicts" <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
+       ; coi <- boxyUnify ty1 ty2
+       ; let co = fromCoI coi ty1
+       ; co_fn <- instCallDicts loc preds
+       ; return (co_fn <.> WpTyApp co) }
 
 instCallDicts loc (pred : preds)
-  = do { uniq <- newUnique
-       ; let name = mkPredName uniq loc pred 
-             dict = Dict {tci_name = name, tci_pred = pred, tci_loc = loc}
-       ; (dicts, co_fn) <- instCallDicts loc preds
-       ; return (dict:dicts, co_fn <.> WpApp (instToId dict)) }
+  = do { dict <- newDict loc pred
+       ; extendLIE dict
+       ; co_fn <- instCallDicts loc preds
+       ; return (co_fn <.> WpApp (instToId dict)) }
 
 -------------
-cloneDict :: Inst -> TcM Inst  -- Only used for linear implicit params
-cloneDict dict@(Dict nm ty loc) = do { uniq <- newUnique
-                                    ; return (dict {tci_name = setNameUnique nm uniq}) }
+cloneDict :: Inst -> TcM Inst
+cloneDict dict@(Dict nm _ _) = do { uniq <- newUnique
+                                 ; return (dict {tci_name = setNameUnique nm uniq}) }
+cloneDict eq@(EqInst {})     = return eq
 cloneDict other = pprPanic "cloneDict" (ppr other)
 
 -- For vanilla implicit parameters, there is only one in scope
@@ -312,32 +387,26 @@ cloneDict other = pprPanic "cloneDict" (ppr other)
 newIPDict :: InstOrigin -> IPName Name -> Type 
          -> TcM (IPName Id, Inst)
 newIPDict orig ip_name ty
-  = getInstLoc orig                    `thenM` \ inst_loc ->
-    newUnique                          `thenM` \ uniq ->
-    let
-       pred = IParam ip_name ty
-        name = mkPredName uniq inst_loc pred 
-       dict = Dict {tci_name = name, tci_pred = pred, tci_loc = inst_loc}
-    in
-    returnM (mapIPName (\n -> instToId dict) ip_name, dict)
+  = do { inst_loc <- getInstLoc orig
+       ; dict <- newDict inst_loc (IParam ip_name ty)
+       ; return (mapIPName (\_ -> instToId dict) ip_name, dict) }
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
 mkPredName :: Unique -> InstLoc -> PredType -> Name
 mkPredName uniq loc pred_ty
-  = mkInternalName uniq occ (srcSpanStart (instLocSpan loc))
+  = mkInternalName uniq occ (instLocSpan loc)
   where
     occ = case pred_ty of
            ClassP cls _ -> mkDictOcc (getOccName cls)
            IParam ip  _ -> getOccName (ipNameName ip)
            EqPred ty  _ -> mkEqPredCoOcc baseOcc
              where
-               -- we use the outermost tycon of the lhs, which must be a type
-               -- function, as the base name for an equality
+               -- we use the outermost tycon of the lhs, if there is one, to
+               -- improve readability of Core code
                baseOcc = case splitTyConApp_maybe ty of
-                           Nothing      -> 
-                             pprPanic "Inst.mkPredName:" (ppr ty)
+                           Nothing      -> mkTcOcc "$"
                             Just (tc, _) -> getOccName tc
 \end{code}
 
@@ -350,22 +419,23 @@ mkPredName uniq loc pred_ty
 
 \begin{code}
 newMethodFromName :: InstOrigin -> BoxyRhoType -> Name -> TcM TcId
-newMethodFromName origin ty name
-  = tcLookupId name            `thenM` \ id ->
+newMethodFromName origin ty name = do
+    id <- tcLookupId name
        -- Use tcLookupId not tcLookupGlobalId; the method is almost
-       -- always a class op, but with -fno-implicit-prelude GHC is
+       -- always a class op, but with -XNoImplicitPrelude GHC is
        -- meant to find whatever thing is in scope, and that may
        -- be an ordinary function. 
-    getInstLoc origin          `thenM` \ loc ->
-    tcInstClassOp loc id [ty]  `thenM` \ inst ->
-    extendLIE inst             `thenM_`
-    returnM (instToId inst)
-
-newMethodWithGivenTy orig id tys
-  = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
-    newMethod loc id tys       `thenM` \ inst ->
-    extendLIE inst             `thenM_`
-    returnM (instToId inst)
+    loc <- getInstLoc origin
+    inst <- tcInstClassOp loc id [ty]
+    extendLIE inst
+    return (instToId inst)
+
+newMethodWithGivenTy :: InstOrigin -> Id -> [Type] -> TcRn TcId
+newMethodWithGivenTy orig id tys = do
+    loc <- getInstLoc orig
+    inst <- newMethod loc id tys
+    extendLIE inst
+    return (instToId inst)
 
 --------------------------------------------
 -- tcInstClassOp, and newMethod do *not* drop the 
@@ -379,11 +449,10 @@ newMethodWithGivenTy orig id tys
 --     Hence the call to checkKind
 -- A worry: is this needed anywhere else?
 tcInstClassOp :: InstLoc -> Id -> [TcType] -> TcM Inst
-tcInstClassOp inst_loc sel_id tys
-  = let
+tcInstClassOp inst_loc sel_id tys = do
+    let
        (tyvars, _rho) = tcSplitForAllTys (idType sel_id)
-    in
-    zipWithM_ checkKind tyvars tys     `thenM_` 
+    zipWithM_ checkKind tyvars tys
     newMethod inst_loc sel_id tys
 
 checkKind :: TyVar -> TcType -> TcM ()
@@ -404,52 +473,34 @@ checkKind tv ty
 
 
 ---------------------------
-newMethod inst_loc id tys
-  = newUnique          `thenM` \ new_uniq ->
+newMethod :: InstLoc -> Id -> [Type] -> TcRn Inst
+newMethod inst_loc id tys = do
+    new_uniq <- newUnique
     let
        (theta,tau) = tcSplitPhiTy (applyTys (idType id) tys)
        meth_id     = mkUserLocal (mkMethodOcc (getOccName id)) new_uniq tau loc
        inst        = Method {tci_id = meth_id, tci_oid = id, tci_tys = tys,
                              tci_theta = theta, tci_loc = inst_loc}
-       loc         = srcSpanStart (instLocSpan inst_loc)
-    in
-    returnM inst
+       loc         = instLocSpan inst_loc
+    
+    return inst
 \end{code}
 
 \begin{code}
-shortCutIntLit :: Integer -> TcType -> Maybe (HsExpr TcId)
-shortCutIntLit i ty
-  | isIntTy ty && inIntRange i                 -- Short cut for Int
-  = Just (HsLit (HsInt i))
-  | isIntegerTy ty                     -- Short cut for Integer
-  = Just (HsLit (HsInteger i ty))
-  | otherwise = Nothing
-
-shortCutFracLit :: Rational -> TcType -> Maybe (HsExpr TcId)
-shortCutFracLit f ty
-  | isFloatTy ty 
-  = Just (mk_lit floatDataCon (HsFloatPrim f))
-  | isDoubleTy ty
-  = Just (mk_lit doubleDataCon (HsDoublePrim f))
-  | otherwise = Nothing
-  where
-    mk_lit con lit = HsApp (nlHsVar (dataConWrapId con)) (nlHsLit lit)
+mkOverLit :: OverLitVal -> TcM HsLit
+mkOverLit (HsIntegral i) 
+  = do { integer_ty <- tcMetaTy integerTyConName
+       ; return (HsInteger i integer_ty) }
 
-mkIntegerLit :: Integer -> TcM (LHsExpr TcId)
-mkIntegerLit i
-  = tcMetaTy integerTyConName  `thenM` \ integer_ty ->
-    getSrcSpanM                        `thenM` \ span -> 
-    returnM (L span $ HsLit (HsInteger i integer_ty))
+mkOverLit (HsFractional r)
+  = do { rat_ty <- tcMetaTy rationalTyConName
+       ; return (HsRat r rat_ty) }
 
-mkRatLit :: Rational -> TcM (LHsExpr TcId)
-mkRatLit r
-  = tcMetaTy rationalTyConName         `thenM` \ rat_ty ->
-    getSrcSpanM                        `thenM` \ span -> 
-    returnM (L span $ HsLit (HsRat r rat_ty))
+mkOverLit (HsIsString s) = return (HsString s)
 
 isHsVar :: HsExpr Name -> Name -> Bool
-isHsVar (HsVar f) g = f==g
-isHsVar other    g = False
+isHsVar (HsVar f) g = f == g
+isHsVar _        _ = False
 \end{code}
 
 
@@ -463,24 +514,24 @@ Zonking makes sure that the instance types are fully zonked.
 
 \begin{code}
 zonkInst :: Inst -> TcM Inst
-zonkInst dict@(Dict { tci_pred = pred})
-  = zonkTcPredType pred                        `thenM` \ new_pred ->
-    returnM (dict {tci_pred = new_pred})
+zonkInst dict@(Dict {tci_pred = pred}) = do
+    new_pred <- zonkTcPredType pred
+    return (dict {tci_pred = new_pred})
 
-zonkInst meth@(Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta}) 
-  = zonkId id                  `thenM` \ new_id ->
+zonkInst meth@(Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta}) = do
+    new_id <- zonkId id
        -- Essential to zonk the id in case it's a local variable
        -- Can't use zonkIdOcc because the id might itself be
        -- an InstId, in which case it won't be in scope
 
-    zonkTcTypes tys            `thenM` \ new_tys ->
-    zonkTcThetaType theta      `thenM` \ new_theta ->
-    returnM (meth { tci_oid = new_id, tci_tys = new_tys, tci_theta = new_theta })
+    new_tys <- zonkTcTypes tys
+    new_theta <- zonkTcThetaType theta
+    return (meth { tci_oid = new_id, tci_tys = new_tys, tci_theta = new_theta })
        -- No need to zonk the tci_id
 
-zonkInst lit@(LitInst {tci_ty = ty})
-  = zonkTcType ty                      `thenM` \ new_ty ->
-    returnM (lit {tci_ty = new_ty})
+zonkInst lit@(LitInst {tci_ty = ty}) = do
+    new_ty <- zonkTcType ty
+    return (lit {tci_ty = new_ty})
 
 zonkInst implic@(ImplicInst {})
   = ASSERT( all isImmutableTyVar (tci_tyvars implic) )
@@ -488,7 +539,17 @@ zonkInst implic@(ImplicInst {})
        ; wanteds' <- zonkInsts (tci_wanted implic)
        ; return (implic {tci_given = givens',tci_wanted = wanteds'}) }
 
-zonkInsts insts = mappM zonkInst insts
+zonkInst eqinst@(EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2})
+  = do { co' <- eitherEqInst eqinst 
+                 (\covar -> return (mkWantedCo covar)) 
+                 (\co    -> liftM mkGivenCo $ zonkTcType co)
+       ; ty1' <- zonkTcType ty1
+       ; ty2' <- zonkTcType ty2
+       ; return (eqinst {tci_co = co', tci_left = ty1', tci_right = ty2' })
+       }
+
+zonkInsts :: [Inst] -> TcRn [Inst]
+zonkInsts insts = mapM zonkInst insts
 \end{code}
 
 
@@ -523,16 +584,28 @@ pprInsts insts = brackets (interpp'SP insts)
 
 pprInst, pprInstInFull :: Inst -> SDoc
 -- Debugging: print the evidence :: type
-pprInst inst = ppr (instName inst) <+> dcolon 
-               <+> (braces (ppr (instType inst)) $$
-                    ifPprDebug implic_stuff)
+pprInst i@(EqInst {tci_left = ty1, tci_right = ty2}) 
+       = eitherEqInst i
+               (\covar -> text "Wanted" <+> ppr (TyVarTy covar) <+> dcolon <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
+               (\co    -> text "Given"  <+> ppr co              <+> dcolon <+> ppr (EqPred ty1 ty2))
+pprInst inst = ppr name <> braces (pprUnique (getUnique name)) <+> dcolon 
+               <+> braces (ppr (instType inst) <> implicWantedEqs)
   where
-    implic_stuff | isImplicInst inst = ppr (tci_reft inst)
-                | otherwise         = empty
+    name = instName inst
+    implicWantedEqs
+      | isImplicInst inst = text " &" <+> 
+                            ppr (filter isEqInst (tci_wanted inst))
+      | otherwise        = empty
 
+pprInstInFull inst@(EqInst {}) = pprInst inst
 pprInstInFull inst = sep [quotes (pprInst inst), nest 2 (pprInstArising inst)]
 
 tidyInst :: TidyEnv -> Inst -> Inst
+tidyInst env eq@(EqInst {tci_left = lty, tci_right = rty, tci_co = co}) =
+  eq { tci_left  = tidyType env lty
+     , tci_right = tidyType env rty
+     , tci_co    = either Left (Right . tidyType env) co
+     }
 tidyInst env lit@(LitInst {tci_ty = ty})   = lit {tci_ty = tidyType env ty}
 tidyInst env dict@(Dict {tci_pred = pred}) = dict {tci_pred = tidyPred env pred}
 tidyInst env meth@(Method {tci_tys = tys}) = meth {tci_tys = tidyTypes env tys}
@@ -609,7 +682,7 @@ addLocalInst home_ie ispec
                -- Check for duplicate instance decls
        ; let { (matches, _) = lookupInstEnv inst_envs cls tys'
              ; dup_ispecs = [ dup_ispec 
-                            | (_, dup_ispec) <- matches
+                            | (dup_ispec, _) <- matches
                             , let (_,_,_,dup_tys) = instanceHead dup_ispec
                             , isJust (tcMatchTys (mkVarSet tvs') tys' dup_tys)] }
                -- Find memebers of the match list which ispec itself matches.
@@ -624,29 +697,33 @@ addLocalInst home_ie ispec
 getOverlapFlag :: TcM OverlapFlag
 getOverlapFlag 
   = do         { dflags <- getDOpts
-       ; let overlap_ok    = dopt Opt_AllowOverlappingInstances dflags
-             incoherent_ok = dopt Opt_AllowIncoherentInstances  dflags
+       ; let overlap_ok    = dopt Opt_OverlappingInstances dflags
+             incoherent_ok = dopt Opt_IncoherentInstances  dflags
              overlap_flag | incoherent_ok = Incoherent
                           | overlap_ok    = OverlapOk
                           | otherwise     = NoOverlap
                           
        ; return overlap_flag }
 
+traceDFuns :: [Instance] -> TcRn ()
 traceDFuns ispecs
   = traceTc (hang (text "Adding instances:") 2 (vcat (map pp ispecs)))
   where
     pp ispec = ppr (instanceDFunId ispec) <+> colon <+> ppr ispec
        -- Print the dfun name itself too
 
+funDepErr :: Instance -> [Instance] -> TcRn ()
 funDepErr ispec ispecs
   = addDictLoc ispec $
-    addErr (hang (ptext SLIT("Functional dependencies conflict between instance declarations:"))
+    addErr (hang (ptext (sLit "Functional dependencies conflict between instance declarations:"))
               2 (pprInstances (ispec:ispecs)))
+dupInstErr :: Instance -> Instance -> TcRn ()
 dupInstErr ispec dup_ispec
   = addDictLoc ispec $
-    addErr (hang (ptext SLIT("Duplicate instance declarations:"))
+    addErr (hang (ptext (sLit "Duplicate instance declarations:"))
               2 (pprInstances [ispec, dup_ispec]))
 
+addDictLoc :: Instance -> TcRn a -> TcRn a
 addDictLoc ispec thing_inside
   = setSrcSpan (mkSrcSpan loc loc) thing_inside
   where
@@ -666,18 +743,20 @@ data LookupInstResult
   | GenInst [Inst] (LHsExpr TcId)      -- The expression and its needed insts
 
 lookupSimpleInst :: Inst -> TcM LookupInstResult
--- This is "simple" in tthat it returns NoInstance for implication constraints
+-- This is "simple" in that it returns NoInstance for implication constraints
 
 -- It's important that lookupInst does not put any new stuff into
 -- the LIE.  Instead, any Insts needed by the lookup are returned in
 -- the LookupInstResult, where they can be further processed by tcSimplify
 
+lookupSimpleInst (EqInst {}) = return NoInstance
+
 --------------------- Implications ------------------------
 lookupSimpleInst (ImplicInst {}) = return NoInstance
 
 --------------------- Methods ------------------------
 lookupSimpleInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta, tci_loc = loc})
-  = do { (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
+  = do { (dict_app, dicts) <- getLIE $ instCallDicts loc theta
        ; let co_fn = dict_app <.> mkWpTyApps tys
        ; return (GenInst dicts (L span $ HsWrap co_fn (HsVar id))) }
   where
@@ -690,86 +769,67 @@ lookupSimpleInst (Method {tci_oid = id, tci_tys = tys, tci_theta = theta, tci_lo
 -- [Same shortcut as in newOverloadedLit, but we
 --  may have done some unification by now]             
 
-lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsIntegral i from_integer_name, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
-  | Just expr <- shortCutIntLit i ty
-  = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
-  | otherwise
-  = ASSERT( from_integer_name `isHsVar` fromIntegerName )      -- A LitInst invariant
-    tcLookupId fromIntegerName                 `thenM` \ from_integer ->
-    tcInstClassOp loc from_integer [ty]                `thenM` \ method_inst ->
-    mkIntegerLit i                             `thenM` \ integer_lit ->
-    returnM (GenInst [method_inst]
-                    (mkHsApp (L (instLocSpan loc)
-                                (HsVar (instToId method_inst))) integer_lit))
-
-lookupSimpleInst (LitInst {tci_lit = HsFractional f from_rat_name, tci_ty = ty, tci_loc = loc})
-  | Just expr <- shortCutFracLit f ty
-  = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
+lookupSimpleInst (LitInst { tci_lit = lit@OverLit { ol_val = lit_val
+                                                 , ol_rebindable = rebindable }
+                         , tci_ty = ty, tci_loc = iloc})
+  | debugIsOn && rebindable = panic "lookupSimpleInst" -- A LitInst invariant
+  | Just witness <- shortCutLit lit_val ty
+  = do { let lit' = lit { ol_witness = witness, ol_type = ty }
+       ; return (GenInst [] (L loc (HsOverLit lit'))) }
 
   | otherwise
-  = ASSERT( from_rat_name `isHsVar` fromRationalName ) -- A LitInst invariant
-    tcLookupId fromRationalName                        `thenM` \ from_rational ->
-    tcInstClassOp loc from_rational [ty]       `thenM` \ method_inst ->
-    mkRatLit f                                 `thenM` \ rat_lit ->
-    returnM (GenInst [method_inst] (mkHsApp (L (instLocSpan loc) 
-                                              (HsVar (instToId method_inst))) rat_lit))
+  = do { hs_lit <- mkOverLit lit_val
+       ; from_thing <- tcLookupId (hsOverLitName lit_val)
+                 -- Not rebindable, so hsOverLitName is the right thing
+       ; method_inst <- tcInstClassOp iloc from_thing [ty]
+       ; let witness = HsApp (L loc (HsVar (instToId method_inst))) 
+                             (L loc (HsLit hs_lit))
+             lit' = lit { ol_witness = witness, ol_type = ty }
+       ; return (GenInst [method_inst] (L loc (HsOverLit lit'))) }
+  where
+    loc = instLocSpan iloc
 
 --------------------- Dictionaries ------------------------
 lookupSimpleInst (Dict {tci_pred = pred, tci_loc = loc})
   = do         { mb_result <- lookupPred pred
        ; case mb_result of {
            Nothing -> return NoInstance ;
-           Just (tenv, dfun_id) -> do
-
-    -- tenv is a substitution that instantiates the dfun_id 
-    -- to match the requested result type.   
-    -- 
-    -- We ASSUME that the dfun is quantified over the very same tyvars 
-    -- that are bound by the tenv.
-    -- 
-    -- However, the dfun
-    -- might have some tyvars that *only* appear in arguments
-    -- dfun :: forall a b. C a b, Ord b => D [a]
-    -- We instantiate b to a flexi type variable -- it'll presumably
-    -- become fixed later via functional dependencies
+           Just (dfun_id, mb_inst_tys) -> do
+
     { use_stage <- getStage
-    ; checkWellStaged (ptext SLIT("instance for") <+> quotes (ppr pred))
+    ; checkWellStaged (ptext (sLit "instance for") <+> quotes (ppr pred))
                      (topIdLvl dfun_id) use_stage
 
        -- It's possible that not all the tyvars are in
        -- the substitution, tenv. For example:
        --      instance C X a => D X where ...
        -- (presumably there's a functional dependency in class C)
-       -- Hence the open_tvs to instantiate any un-substituted tyvars. 
-    ; let (tyvars, rho) = tcSplitForAllTys (idType dfun_id)
-         open_tvs      = filter (`notElemTvSubst` tenv) tyvars
-    ; open_tvs' <- mappM tcInstTyVar open_tvs
+       -- Hence mb_inst_tys :: Either TyVar TcType 
+
+    ; let inst_tv (Left tv)  = do { tv' <- tcInstTyVar tv; return (mkTyVarTy tv') }
+         inst_tv (Right ty) = return ty
+    ; tys <- mapM inst_tv mb_inst_tys
     ; let
-       tenv' = extendTvSubstList tenv open_tvs (mkTyVarTys open_tvs')
-               -- Since the open_tvs' are freshly made, they cannot possibly be captured by
-               -- any nested for-alls in rho.  So the in-scope set is unchanged
-       dfun_rho   = substTy tenv' rho
-       (theta, _) = tcSplitPhiTy dfun_rho
+       (theta, _) = tcSplitPhiTy (applyTys (idType dfun_id) tys)
        src_loc    = instLocSpan loc
        dfun       = HsVar dfun_id
-       tys        = map (substTyVar tenv') tyvars
     ; if null theta then
-       returnM (GenInst [] (L src_loc $ HsWrap (mkWpTyApps tys) dfun))
+        return (GenInst [] (L src_loc $ HsWrap (mkWpTyApps tys) dfun))
       else do
-    { (dicts, dict_app) <- instCallDicts loc theta
+    { (dict_app, dicts) <- getLIE $ instCallDicts loc theta -- !!!
     ; let co_fn = dict_app <.> mkWpTyApps tys
-    ; returnM (GenInst dicts (L src_loc $ HsWrap co_fn dfun))
+    ; return (GenInst dicts (L src_loc $ HsWrap co_fn dfun))
     }}}}
 
 ---------------
-lookupPred :: TcPredType -> TcM (Maybe (TvSubst, DFunId))
+lookupPred :: TcPredType -> TcM (Maybe (DFunId, [Either TyVar TcType]))
 -- Look up a class constraint in the instance environment
 lookupPred pred@(ClassP clas tys)
   = do { eps     <- getEps
        ; tcg_env <- getGblEnv
        ; let inst_envs = (eps_inst_env eps, tcg_inst_env tcg_env)
        ; case lookupInstEnv inst_envs clas tys of {
-           ([(tenv, ispec)], []) 
+           ([(ispec, inst_tys)], []) 
                -> do   { let dfun_id = is_dfun ispec
                        ; traceTc (text "lookupInst success" <+> 
                                   vcat [text "dict" <+> ppr pred, 
@@ -777,7 +837,7 @@ lookupPred pred@(ClassP clas tys)
                                         <+> ppr (idType dfun_id) ])
                                -- Record that this dfun is needed
                        ; record_dfun_usage dfun_id
-                       ; return (Just (tenv, dfun_id)) } ;
+                       ; return (Just (dfun_id, inst_tys)) } ;
 
            (matches, unifs)
                -> do   { traceTc (text "lookupInst fail" <+> 
@@ -792,12 +852,15 @@ lookupPred pred@(ClassP clas tys)
                        ; return Nothing }
        }}
 
-lookupPred ip_pred = return Nothing    -- Implicit parameters
+lookupPred (IParam {}) = return Nothing        -- Implicit parameters
+lookupPred (EqPred {}) = panic "lookupPred EqPred"
 
+record_dfun_usage :: Id -> TcRn ()
 record_dfun_usage dfun_id 
   = do { hsc_env <- getTopEnv
        ; let  dfun_name = idName dfun_id
-              dfun_mod  = nameModule dfun_name
+              dfun_mod  = ASSERT( isExternalName dfun_name ) 
+                          nameModule dfun_name
        ; if isInternalName dfun_name ||    -- Internal name => defined in this module
             modulePackageId dfun_mod /= thisPackage (hsc_dflags hsc_env)
          then return () -- internal, or in another package
@@ -821,7 +884,7 @@ tcGetInstEnvs = do { eps <- getEps; env <- getGblEnv;
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Suppose we are doing the -fno-implicit-prelude thing, and we encounter
+Suppose we are doing the -XNoImplicitPrelude thing, and we encounter
 a do-expression.  We have to find (>>) in the current environment, which is
 done by the rename. Then we have to check that it has the same type as
 Control.Monad.(>>).  Or, more precisely, a compatible type. One 'customer' had
@@ -854,34 +917,209 @@ tcSyntaxName :: InstOrigin
 
 tcSyntaxName orig ty (std_nm, HsVar user_nm)
   | std_nm == user_nm
-  = newMethodFromName orig ty std_nm   `thenM` \ id ->
-    returnM (std_nm, HsVar id)
+  = do id <- newMethodFromName orig ty std_nm
+       return (std_nm, HsVar id)
 
-tcSyntaxName orig ty (std_nm, user_nm_expr)
-  = tcLookupId std_nm          `thenM` \ std_id ->
+tcSyntaxName orig ty (std_nm, user_nm_expr) = do
+    std_id <- tcLookupId std_nm
     let        
        -- C.f. newMethodAtLoc
        ([tv], _, tau)  = tcSplitSigmaTy (idType std_id)
        sigma1          = substTyWith [tv] [ty] tau
        -- Actually, the "tau-type" might be a sigma-type in the
        -- case of locally-polymorphic methods.
-    in
-    addErrCtxtM (syntaxNameCtxt user_nm_expr orig sigma1)      $
+
+    addErrCtxtM (syntaxNameCtxt user_nm_expr orig sigma1) $ do
 
        -- Check that the user-supplied thing has the
        -- same type as the standard one.  
        -- Tiresome jiggling because tcCheckSigma takes a located expression
-    getSrcSpanM                                        `thenM` \ span -> 
-    tcPolyExpr (L span user_nm_expr) sigma1    `thenM` \ expr ->
-    returnM (std_nm, unLoc expr)
-
-syntaxNameCtxt name orig ty tidy_env
-  = getInstLoc orig            `thenM` \ inst_loc ->
+     span <- getSrcSpanM
+     expr <- tcPolyExpr (L span user_nm_expr) sigma1
+     return (std_nm, unLoc expr)
+
+syntaxNameCtxt :: HsExpr Name -> InstOrigin -> Type -> TidyEnv
+               -> TcRn (TidyEnv, SDoc)
+syntaxNameCtxt name orig ty tidy_env = do
+    inst_loc <- getInstLoc orig
     let
-       msg = vcat [ptext SLIT("When checking that") <+> quotes (ppr name) <+> 
-                               ptext SLIT("(needed by a syntactic construct)"),
-                   nest 2 (ptext SLIT("has the required type:") <+> ppr (tidyType tidy_env ty)),
-                   nest 2 (ptext SLIT("arising from") <+> pprInstLoc inst_loc)]
-    in
-    returnM (tidy_env, msg)
+       msg = vcat [ptext (sLit "When checking that") <+> quotes (ppr name) <+> 
+                               ptext (sLit "(needed by a syntactic construct)"),
+                   nest 2 (ptext (sLit "has the required type:") <+> ppr (tidyType tidy_env ty)),
+                   nest 2 (ptext (sLit "arising from") <+> pprInstLoc inst_loc)]
+    
+    return (tidy_env, msg)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               EqInsts
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Operations on EqInstCo.
+
+\begin{code}
+mkGivenCo   :: Coercion -> EqInstCo
+mkGivenCo   =  Right
+
+mkWantedCo  :: TcTyVar  -> EqInstCo
+mkWantedCo  =  Left
+
+isWantedCo :: EqInstCo -> Bool
+isWantedCo (Left _) = True
+isWantedCo _        = False
+
+eqInstCoType :: EqInstCo -> TcType
+eqInstCoType (Left cotv) = mkTyVarTy cotv
+eqInstCoType (Right co)  = co
+\end{code}
+
+Coercion transformations on EqInstCo.  These transformations work differently
+depending on whether a EqInstCo is for a wanted or local equality:
+
+  Local : apply the inverse of the specified coercion
+  Wanted: obtain a fresh coercion hole (meta tyvar) and update the old hole
+          to be the specified coercion applied to the new coercion hole
+
+\begin{code}
+-- Coercion transformation: co = id
+--
+mkIdEqInstCo :: EqInstCo -> Type -> TcM ()
+mkIdEqInstCo (Left cotv) t
+  = writeMetaTyVar cotv t
+mkIdEqInstCo (Right _) _
+  = return ()
+
+-- Coercion transformation: co = sym co'
+--
+mkSymEqInstCo :: EqInstCo -> (Type, Type) -> TcM EqInstCo
+mkSymEqInstCo (Left cotv) (ty1, ty2)
+  = do { cotv' <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; writeMetaTyVar cotv (mkSymCoercion (TyVarTy cotv'))
+       ; return $ Left cotv'
+       }
+mkSymEqInstCo (Right co) _ 
+  = return $ Right (mkSymCoercion co)
+
+-- Coercion transformation: co = co' |> given_co
+--
+mkLeftTransEqInstCo :: EqInstCo -> Coercion -> (Type, Type) -> TcM EqInstCo
+mkLeftTransEqInstCo (Left cotv) given_co (ty1, ty2)
+  = do { cotv' <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; writeMetaTyVar cotv (TyVarTy cotv' `mkTransCoercion` given_co)
+       ; return $ Left cotv'
+       }
+mkLeftTransEqInstCo (Right co) given_co _ 
+  = return $ Right (co `mkTransCoercion` mkSymCoercion given_co)
+
+-- Coercion transformation: co = given_co |> co'
+--
+mkRightTransEqInstCo :: EqInstCo -> Coercion -> (Type, Type) -> TcM EqInstCo
+mkRightTransEqInstCo (Left cotv) given_co (ty1, ty2)
+  = do { cotv' <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; writeMetaTyVar cotv (given_co `mkTransCoercion` TyVarTy cotv')
+       ; return $ Left cotv'
+       }
+mkRightTransEqInstCo (Right co) given_co _ 
+  = return $ Right (mkSymCoercion given_co `mkTransCoercion` co)
+
+-- Coercion transformation: co = col cor
+--
+mkAppEqInstCo :: EqInstCo -> (Type, Type) -> (Type, Type)
+              -> TcM (EqInstCo, EqInstCo)
+mkAppEqInstCo (Left cotv) (ty1_l, ty2_l) (ty1_r, ty2_r)
+  = do { cotv_l <- newMetaCoVar ty1_l ty2_l
+       ; cotv_r <- newMetaCoVar ty1_r ty2_r
+       ; writeMetaTyVar cotv (mkAppCoercion (TyVarTy cotv_l) (TyVarTy cotv_r))
+       ; return (Left cotv_l, Left cotv_r)
+       }
+mkAppEqInstCo (Right co) _ _
+  = return (Right $ mkLeftCoercion co, Right $ mkRightCoercion co)
+\end{code}
+
+Operations on entire EqInst.
+
+\begin{code}
+-- |A wanted equality is unsolved as long as its cotv is unfilled.
+--
+wantedEqInstIsUnsolved :: Inst -> TcM Bool
+wantedEqInstIsUnsolved (EqInst {tci_co = Left cotv})
+  = liftM not $ isFilledMetaTyVar cotv
+wantedEqInstIsUnsolved _ = return True
+
+eitherEqInst :: Inst               -- given or wanted EqInst
+            -> (TcTyVar  -> a)     --  result if wanted
+            -> (Coercion -> a)     --  result if given
+            -> a               
+eitherEqInst (EqInst {tci_co = either_co}) withWanted withGiven
+       = case either_co of
+               Left  covar -> withWanted covar
+               Right co    -> withGiven  co
+eitherEqInst i _ _ = pprPanic "eitherEqInst" (ppr i)
+
+mkEqInst :: PredType -> EqInstCo -> TcM Inst
+mkEqInst (EqPred ty1 ty2) co
+       = do { uniq <- newUnique
+            ; src_span <- getSrcSpanM
+            ; err_ctxt <- getErrCtxt
+            ; let loc  = InstLoc EqOrigin src_span err_ctxt
+                  name = mkName uniq src_span
+                  inst = EqInst { tci_left = ty1
+                                 , tci_right = ty2
+                                 , tci_co = co
+                                 , tci_loc = loc
+                                 , tci_name = name
+                                 } 
+            ; return inst
+            }
+       where 
+          mkName uniq src_span = mkInternalName uniq (mkVarOcc "co") src_span
+mkEqInst pred _ = pprPanic "mkEqInst" (ppr pred)
+
+mkWantedEqInst :: PredType -> TcM Inst
+mkWantedEqInst pred@(EqPred ty1 ty2)
+  = do { cotv <- newMetaCoVar ty1 ty2
+       ; mkEqInst pred (Left cotv)
+       }
+mkWantedEqInst pred = pprPanic "mkWantedEqInst" (ppr pred)
+
+-- Turn a wanted equality into a local that propagates the uninstantiated
+-- coercion variable as witness.  We need this to propagate wanted irreds into
+-- attempts to solve implication constraints.
+--
+wantedToLocalEqInst :: Inst -> Inst
+wantedToLocalEqInst eq@(EqInst {tci_co = Left cotv})
+  = eq {tci_co = Right (mkTyVarTy cotv)}
+wantedToLocalEqInst eq = eq
+
+-- Turn a wanted into a local EqInst (needed during type inference for
+-- signatures) 
+--
+-- * Give it a name and change the coercion around.
+--
+finalizeEqInst :: Inst                 -- wanted
+              -> TcM Inst              -- given
+finalizeEqInst wanted@(EqInst{tci_left = ty1, tci_right = ty2, 
+                              tci_name = name, tci_co = Left cotv})
+  = do { let var = Var.mkCoVar name (PredTy $ EqPred ty1 ty2)
+
+         -- fill the coercion hole
+       ; writeMetaTyVar cotv (TyVarTy var)
+
+         -- set the new coercion
+       ; let given = wanted { tci_co = mkGivenCo $ TyVarTy var }
+       ; return given
+       }
+
+finalizeEqInst i = pprPanic "finalizeEqInst" (ppr i)
+
+eqInstType :: Inst -> TcType
+eqInstType inst = eitherEqInst inst mkTyVarTy id
+
+eqInstCoercion :: Inst -> EqInstCo
+eqInstCoercion = tci_co
+
+eqInstTys :: Inst -> (TcType, TcType)
+eqInstTys inst = (tci_left inst, tci_right inst)
 \end{code}