fix haddock submodule pointer
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcEnv.lhs
index 93229d3..94daff0 100644 (file)
@@ -3,13 +3,6 @@
 %
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS -w #-}
--- The above warning supression flag is a temporary kludge.
--- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
--- any warnings in the module. See
---     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
--- for details
-
 module TcEnv(
        TyThing(..), TcTyThing(..), TcId,
 
@@ -19,12 +12,13 @@ module TcEnv(
        InstBindings(..),
 
        -- Global environment
-       tcExtendGlobalEnv, 
+       tcExtendGlobalEnv, setGlobalTypeEnv,
        tcExtendGlobalValEnv,
        tcLookupLocatedGlobal,  tcLookupGlobal, 
        tcLookupField, tcLookupTyCon, tcLookupClass, tcLookupDataCon,
        tcLookupLocatedGlobalId, tcLookupLocatedTyCon,
-       tcLookupLocatedClass, tcLookupFamInst,
+       tcLookupLocatedClass, 
+       tcLookupFamInst, tcLookupDataFamInst,
        
        -- Local environment
        tcExtendKindEnv, tcExtendKindEnvTvs,
@@ -33,56 +27,61 @@ module TcEnv(
        tcExtendIdEnv, tcExtendIdEnv1, tcExtendIdEnv2, 
        tcLookup, tcLookupLocated, tcLookupLocalIds, 
        tcLookupId, tcLookupTyVar, getScopedTyVarBinds,
-       lclEnvElts, getInLocalScope, findGlobals, 
+       getInLocalScope,
        wrongThingErr, pprBinders,
-       refineEnvironment,
+        getHetMetLevel,
 
        tcExtendRecEnv,         -- For knot-tying
 
        -- Rules
        tcExtendRules,
 
+       -- Defaults
+       tcGetDefaultTys,
+
        -- Global type variables
        tcGetGlobalTyVars,
 
        -- Template Haskell stuff
-       checkWellStaged, spliceOK, bracketOK, tcMetaTy, thLevel, 
-       topIdLvl, 
+       checkWellStaged, tcMetaTy, thLevel, 
+       topIdLvl, thTopLevelId, thRnBrack, isBrackStage,
 
        -- New Ids
-       newLocalName, newDFunName, newFamInstTyConName,
+       newLocalName, newDFunName, newFamInstTyConName, 
+       mkStableIdFromString, mkStableIdFromName
   ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 import HsSyn
-import TcIface
 import IfaceEnv
 import TcRnMonad
 import TcMType
 import TcType
-import TcGadt
--- import TcSuspension
-import qualified Type
+import TcIface 
+import PrelNames
+import TysWiredIn
+-- import qualified Type
+import Id
+import Coercion
 import Var
 import VarSet
-import VarEnv
+-- import VarEnv
 import RdrName
 import InstEnv
 import FamInstEnv
 import DataCon
 import TyCon
 import TypeRep
-import Coercion
 import Class
 import Name
-import PrelNames
 import NameEnv
-import OccName
 import HscTypes
+import DynFlags
 import SrcLoc
 import Outputable
-import Maybes
+import Unique
+import FastString
 \end{code}
 
 
@@ -110,56 +109,63 @@ tcLookupGlobal name
   = do { env <- getGblEnv
        
                -- Try local envt
-       ; case lookupNameEnv (tcg_type_env env) name of {
+       ; case lookupNameEnv (tcg_type_env env) name of { 
                Just thing -> return thing ;
                Nothing    -> do 
         
                -- Try global envt
-       { (eps,hpt) <- getEpsAndHpt
-       ; dflags <- getDOpts
-       ; case lookupType dflags hpt (eps_PTE eps) name of  {
+       { hsc_env <- getTopEnv
+        ; mb_thing <- liftIO (lookupTypeHscEnv hsc_env name)
+       ; case mb_thing of  {
            Just thing -> return thing ;
            Nothing    -> do
 
                -- Should it have been in the local envt?
        { case nameModule_maybe name of
-               Nothing -> notFound name        -- Internal names can happen in GHCi
+               Nothing -> notFound name -- Internal names can happen in GHCi
 
                Just mod | mod == tcg_mod env   -- Names from this module 
-                        -> notFound name       -- should be in tcg_type_env
-                        | mod == thFAKE        -- Names bound in TH declaration brackets
-                        -> notFound name       -- should be in tcg_env
+                        -> notFound name -- should be in tcg_type_env
                         | otherwise
                         -> tcImportDecl name   -- Go find it in an interface
        }}}}}
 
 tcLookupField :: Name -> TcM Id                -- Returns the selector Id
-tcLookupField name
-  = tcLookupGlobal name                `thenM` \ thing ->
-    case thing of
-       AnId id -> return id
-       other   -> wrongThingErr "field name" (AGlobal thing) name
+tcLookupField name 
+  = tcLookupId name    -- Note [Record field lookup]
+
+{- Note [Record field lookup]
+   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+You might think we should have tcLookupGlobal here, since record fields
+are always top level.  But consider
+       f = e { f = True }
+Then the renamer (which does not keep track of what is a record selector
+and what is not) will rename the definition thus
+       f_7 = e { f_7 = True }
+Now the type checker will find f_7 in the *local* type environment, not
+the global (imported) one. It's wrong, of course, but we want to report a tidy
+error, not in TcEnv.notFound.  -}
 
 tcLookupDataCon :: Name -> TcM DataCon
-tcLookupDataCon name
-  = tcLookupGlobal name        `thenM` \ thing ->
+tcLookupDataCon name = do
+    thing <- tcLookupGlobal name
     case thing of
        ADataCon con -> return con
-       other        -> wrongThingErr "data constructor" (AGlobal thing) name
+       _            -> wrongThingErr "data constructor" (AGlobal thing) name
 
 tcLookupClass :: Name -> TcM Class
-tcLookupClass name
-  = tcLookupGlobal name                `thenM` \ thing ->
+tcLookupClass name = do
+    thing <- tcLookupGlobal name
     case thing of
        AClass cls -> return cls
-       other      -> wrongThingErr "class" (AGlobal thing) name
-       
+       _          -> wrongThingErr "class" (AGlobal thing) name
+
 tcLookupTyCon :: Name -> TcM TyCon
-tcLookupTyCon name
-  = tcLookupGlobal name                `thenM` \ thing ->
+tcLookupTyCon name = do
+    thing <- tcLookupGlobal name
     case thing of
        ATyCon tc -> return tc
-       other     -> wrongThingErr "type constructor" (AGlobal thing) name
+       _         -> wrongThingErr "type constructor" (AGlobal thing) name
 
 tcLookupLocatedGlobalId :: Located Name -> TcM Id
 tcLookupLocatedGlobalId = addLocM tcLookupId
@@ -172,9 +178,13 @@ tcLookupLocatedTyCon = addLocM tcLookupTyCon
 
 -- Look up the instance tycon of a family instance.
 --
--- The match must be unique - ie, match exactly one instance - but the 
--- type arguments used for matching may be more specific than those of 
--- the family instance declaration.
+-- The match may be ambiguous (as we know that overlapping instances have
+-- identical right-hand sides under overlapping substitutions - see
+-- 'FamInstEnv.lookupFamInstEnvConflicts').  However, the type arguments used
+-- for matching must be equal to or be more specific than those of the family
+-- instance declaration.  We pick one of the matches in case of ambiguity; as
+-- the right-hand sides are identical under the match substitution, the choice
+-- does not matter.
 --
 -- Return the instance tycon and its type instance.  For example, if we have
 --
@@ -188,17 +198,65 @@ tcLookupLocatedTyCon = addLocM tcLookupTyCon
 --
 tcLookupFamInst :: TyCon -> [Type] -> TcM (Maybe (TyCon, [Type]))
 tcLookupFamInst tycon tys
-  | not (isOpenTyCon tycon)
+  | not (isFamilyTyCon tycon)
   = return Nothing
   | otherwise
   = do { env <- getGblEnv
        ; eps <- getEps
        ; let instEnv = (eps_fam_inst_env eps, tcg_fam_inst_env env)
+       ; traceTc "lookupFamInst" ((ppr tycon <+> ppr tys) $$ ppr instEnv)
        ; case lookupFamInstEnv instEnv tycon tys of
-          [(fam_inst, rep_tys)] -> return $ Just (famInstTyCon fam_inst, 
-                                                   rep_tys)
-          other                 -> return Nothing
+          []                      -> return Nothing
+          ((fam_inst, rep_tys):_) 
+             -> return $ Just (famInstTyCon fam_inst, rep_tys)
        }
+
+tcLookupDataFamInst :: TyCon -> [Type] -> TcM (TyCon, [Type])
+-- Find the instance of a data family
+-- Note [Looking up family instances for deriving]
+tcLookupDataFamInst tycon tys
+  | not (isFamilyTyCon tycon)
+  = return (tycon, tys)
+  | otherwise
+  = ASSERT( isAlgTyCon tycon )
+    do { maybeFamInst <- tcLookupFamInst tycon tys
+       ; case maybeFamInst of
+           Nothing      -> famInstNotFound tycon tys
+           Just famInst -> return famInst }
+
+famInstNotFound :: TyCon -> [Type] -> TcM a
+famInstNotFound tycon tys 
+  = failWithTc (ptext (sLit "No family instance for")
+                       <+> quotes (pprTypeApp tycon tys))
+\end{code}
+
+Note [Looking up family instances for deriving]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+tcLookupFamInstExact is an auxiliary lookup wrapper which requires
+that looked-up family instances exist.  If called with a vanilla
+tycon, the old type application is simply returned.
+
+If we have
+  data instance F () = ... deriving Eq
+  data instance F () = ... deriving Eq
+then tcLookupFamInstExact will be confused by the two matches;
+but that can't happen because tcInstDecls1 doesn't call tcDeriving
+if there are any overlaps.
+
+There are two other things that might go wrong with the lookup.
+First, we might see a standalone deriving clause
+       deriving Eq (F ())
+when there is no data instance F () in scope. 
+
+Note that it's OK to have
+  data instance F [a] = ...
+  deriving Eq (F [(a,b)])
+where the match is not exact; the same holds for ordinary data types
+with standalone deriving declrations.
+
+\begin{code}
+instance MonadThings (IOEnv (Env TcGblEnv TcLclEnv)) where
+    lookupThing = tcLookupGlobal
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -209,28 +267,37 @@ tcLookupFamInst tycon tys
 
 
 \begin{code}
+setGlobalTypeEnv :: TcGblEnv -> TypeEnv -> TcM TcGblEnv
+-- Use this to update the global type env 
+-- It updates both  * the normal tcg_type_env field
+--                 * the tcg_type_env_var field seen by interface files
+setGlobalTypeEnv tcg_env new_type_env
+  = do  {     -- Sync the type-envt variable seen by interface files
+          writeMutVar (tcg_type_env_var tcg_env) new_type_env
+        ; return (tcg_env { tcg_type_env = new_type_env }) }
+
 tcExtendGlobalEnv :: [TyThing] -> TcM r -> TcM r
   -- Given a mixture of Ids, TyCons, Classes, all from the
   -- module being compiled, extend the global environment
 tcExtendGlobalEnv things thing_inside
-   = do        { env <- getGblEnv
-       ; let ge'  = extendTypeEnvList (tcg_type_env env) things
-       ; setGblEnv (env {tcg_type_env = ge'}) thing_inside }
+   = do        { tcg_env <- getGblEnv
+       ; let ge'  = extendTypeEnvList (tcg_type_env tcg_env) things
+       ; tcg_env' <- setGlobalTypeEnv tcg_env ge'
+       ; setGblEnv tcg_env' thing_inside }
 
 tcExtendGlobalValEnv :: [Id] -> TcM a -> TcM a
   -- Same deal as tcExtendGlobalEnv, but for Ids
 tcExtendGlobalValEnv ids thing_inside 
   = tcExtendGlobalEnv [AnId id | id <- ids] thing_inside
-\end{code}
 
-\begin{code}
 tcExtendRecEnv :: [(Name,TyThing)] -> TcM r -> TcM r
 -- Extend the global environments for the type/class knot tying game
+-- Just like tcExtendGlobalEnv, except the argument is a list of pairs
 tcExtendRecEnv gbl_stuff thing_inside
- = updGblEnv upd thing_inside
- where
-   upd env = env { tcg_type_env = extend (tcg_type_env env) }
-   extend env = extendNameEnvList env gbl_stuff
+ = do  { tcg_env <- getGblEnv
+       ; let ge' = extendNameEnvList (tcg_type_env tcg_env) gbl_stuff 
+       ; tcg_env' <- setGlobalTypeEnv tcg_env ge'
+       ; setGblEnv tcg_env' thing_inside }
 \end{code}
 
 
@@ -245,55 +312,48 @@ tcLookupLocated :: Located Name -> TcM TcTyThing
 tcLookupLocated = addLocM tcLookup
 
 tcLookup :: Name -> TcM TcTyThing
-tcLookup name
-  = getLclEnv          `thenM` \ local_env ->
-    case lookupNameEnv (tcl_env local_env) name of
-       Just thing -> returnM thing
-       Nothing    -> tcLookupGlobal name `thenM` \ thing ->
-                     returnM (AGlobal thing)
+tcLookup name = do
+    local_env <- getLclTypeEnv
+    case lookupNameEnv local_env name of
+       Just thing -> return thing
+       Nothing    -> AGlobal <$> tcLookupGlobal name
 
 tcLookupTyVar :: Name -> TcM TcTyVar
-tcLookupTyVar name
-  = tcLookup name      `thenM` \ thing -> 
+tcLookupTyVar name = do
+    thing <- tcLookup name
     case thing of
        ATyVar _ ty -> return (tcGetTyVar "tcLookupTyVar" ty)
-       other       -> pprPanic "tcLookupTyVar" (ppr name)
+       _           -> pprPanic "tcLookupTyVar" (ppr name)
 
 tcLookupId :: Name -> TcM Id
 -- Used when we aren't interested in the binding level, nor refinement. 
 -- The "no refinement" part means that we return the un-refined Id regardless
 -- 
 -- The Id is never a DataCon. (Why does that matter? see TcExpr.tcId)
-tcLookupId name
-  = tcLookup name      `thenM` \ thing -> 
+tcLookupId name = do
+    thing <- tcLookup name
     case thing of
-       ATcId { tct_id = id} -> returnM id
-       AGlobal (AnId id)    -> returnM id
-       other                -> pprPanic "tcLookupId" (ppr name)
+        ATcId { tct_id = id} -> return id
+        AGlobal (AnId id)    -> return id
+        _                    -> pprPanic "tcLookupId" (ppr name)
 
 tcLookupLocalIds :: [Name] -> TcM [TcId]
 -- We expect the variables to all be bound, and all at
 -- the same level as the lookup.  Only used in one place...
-tcLookupLocalIds ns
-  = getLclEnv          `thenM` \ env ->
-    returnM (map (lookup (tcl_env env) (thLevel (tcl_th_ctxt env))) ns)
+tcLookupLocalIds ns = do
+    env <- getLclEnv
+    return (map (lookup (tcl_env env) (thLevel (tcl_th_ctxt env))) ns)
   where
     lookup lenv lvl name 
        = case lookupNameEnv lenv name of
                Just (ATcId { tct_id = id, tct_level = lvl1 }) 
                        -> ASSERT( lvl == lvl1 ) id
-               other   -> pprPanic "tcLookupLocalIds" (ppr name)
-
-lclEnvElts :: TcLclEnv -> [TcTyThing]
-lclEnvElts env = nameEnvElts (tcl_env env)
+               _ -> pprPanic "tcLookupLocalIds" (ppr name)
 
 getInLocalScope :: TcM (Name -> Bool)
   -- Ids only
-getInLocalScope = getLclEnv    `thenM` \ env ->
-                 let 
-                       lcl_env = tcl_env env
-                 in
-                 return (`elemNameEnv` lcl_env)
+getInLocalScope = do { lcl_env <- getLclTypeEnv
+                     ; return (`elemNameEnv` lcl_env) }
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -304,35 +364,32 @@ tcExtendKindEnv things thing_inside
     upd lcl_env = lcl_env { tcl_env = extend (tcl_env lcl_env) }
     extend env  = extendNameEnvList env [(n, AThing k) | (n,k) <- things]
 
-tcExtendKindEnvTvs :: [LHsTyVarBndr Name] -> TcM r -> TcM r
+tcExtendKindEnvTvs :: [LHsTyVarBndr Name] -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM r) -> TcM r
 tcExtendKindEnvTvs bndrs thing_inside
-  = updLclEnv upd thing_inside
-  where
-    upd lcl_env = lcl_env { tcl_env = extend (tcl_env lcl_env) }
-    extend env  = extendNameEnvList env pairs
-    pairs       = [(n, AThing k) | L _ (KindedTyVar n k) <- bndrs]
+  = tcExtendKindEnv (map (hsTyVarNameKind . unLoc) bndrs)
+                    (thing_inside bndrs)
 
 tcExtendTyVarEnv :: [TyVar] -> TcM r -> TcM r
 tcExtendTyVarEnv tvs thing_inside
   = tcExtendTyVarEnv2 [(tyVarName tv, mkTyVarTy tv) | tv <- tvs] thing_inside
 
 tcExtendTyVarEnv2 :: [(Name,TcType)] -> TcM r -> TcM r
-tcExtendTyVarEnv2 binds thing_inside
-  = getLclEnv     `thenM` \ env@(TcLclEnv {tcl_env = le, 
-                                           tcl_tyvars = gtvs, 
-                                           tcl_rdr = rdr_env}) ->
+tcExtendTyVarEnv2 binds thing_inside = do
+    env@(TcLclEnv {tcl_env = le,
+                   tcl_tyvars = gtvs,
+                   tcl_rdr = rdr_env}) <- getLclEnv
     let
-       rdr_env'   = extendLocalRdrEnv rdr_env (map fst binds)
+       rdr_env'   = extendLocalRdrEnvList rdr_env (map fst binds)
        new_tv_set = tcTyVarsOfTypes (map snd binds)
        le'        = extendNameEnvList le [(name, ATyVar name ty) | (name, ty) <- binds]
-    in
+
        -- It's important to add the in-scope tyvars to the global tyvar set
        -- as well.  Consider
        --      f (_::r) = let g y = y::r in ...
        -- Here, g mustn't be generalised.  This is also important during
        -- class and instance decls, when we mustn't generalise the class tyvars
        -- when typechecking the methods.
-    tc_extend_gtvs gtvs new_tv_set             `thenM` \ gtvs' ->
+    gtvs' <- tcExtendGlobalTyVars gtvs new_tv_set
     setLclEnv (env {tcl_env = le', tcl_tyvars = gtvs', tcl_rdr = rdr_env'}) thing_inside
 
 getScopedTyVarBinds :: TcM [(Name, TcType)]
@@ -349,11 +406,19 @@ tcExtendIdEnv ids thing_inside = tcExtendIdEnv2 [(idName id, id) | id <- ids] th
 tcExtendIdEnv1 :: Name -> TcId -> TcM a -> TcM a
 tcExtendIdEnv1 name id thing_inside = tcExtendIdEnv2 [(name,id)] thing_inside
 
+getHetMetLevel :: TcM [TyVar]
+getHetMetLevel =
+    do { env <- getEnv
+       ; return $ case env of Env { env_lcl = e' } -> case e' of TcLclEnv { tcl_hetMetLevel = x } -> x
+       }
+
 tcExtendIdEnv2 :: [(Name,TcId)] -> TcM a -> TcM a
 -- Invariant: the TcIds are fully zonked (see tcExtendIdEnv above)
 tcExtendIdEnv2 names_w_ids thing_inside
   = do { env <- getLclEnv
-       ; tc_extend_local_id_env env (thLevel (tcl_th_ctxt env)) names_w_ids thing_inside }
+        ; hetMetLevel <- getHetMetLevel
+       ; tc_extend_local_id_env env (thLevel (tcl_th_ctxt env)) hetMetLevel names_w_ids thing_inside }
+
 
 tcExtendGhciEnv :: [TcId] -> TcM a -> TcM a
 -- Used to bind Ids for GHCi identifiers bound earlier in the user interaction
@@ -362,11 +427,13 @@ tcExtendGhciEnv :: [TcId] -> TcM a -> TcM a
 -- GHCi has already compiled it to bytecode
 tcExtendGhciEnv ids thing_inside
   = do { env <- getLclEnv
-       ; tc_extend_local_id_env env impLevel [(idName id, id) | id <- ids] thing_inside }
+        ; hetMetLevel <- getHetMetLevel
+       ; tc_extend_local_id_env env impLevel hetMetLevel [(idName id, id) | id <- ids] thing_inside }
 
 tc_extend_local_id_env         -- This is the guy who does the work
        :: TcLclEnv
        -> ThLevel
+       -> [TyVar]
        -> [(Name,TcId)]
        -> TcM a -> TcM a
 -- Invariant: the TcIds are fully zonked. Reasons:
@@ -376,140 +443,25 @@ tc_extend_local_id_env           -- This is the guy who does the work
 --         in the types, because instantiation does not look through such things
 --     (c) The call to tyVarsOfTypes is ok without looking through refs
 
-tc_extend_local_id_env env th_lvl names_w_ids thing_inside
-  = do { traceTc (text "env2")
-       ; traceTc (text "env3" <+> ppr extra_env)
-       ; gtvs' <- tc_extend_gtvs (tcl_tyvars env) extra_global_tyvars
+tc_extend_local_id_env env th_lvl hetMetLevel names_w_ids thing_inside
+  = do { traceTc "env2" (ppr extra_env)
+       ; gtvs' <- tcExtendGlobalTyVars (tcl_tyvars env) extra_global_tyvars
        ; let env' = env {tcl_env = le', tcl_tyvars = gtvs', tcl_rdr = rdr_env'}
        ; setLclEnv env' thing_inside }
   where
     extra_global_tyvars = tcTyVarsOfTypes [idType id | (_,id) <- names_w_ids]
     extra_env      = [ (name, ATcId { tct_id = id, 
                                       tct_level = th_lvl,
-                                      tct_type = id_ty, 
-                                      tct_co = case isRefineableTy id_ty of
-                                                 (True,_) -> Unrefineable
-                                                 (_,True) -> Rigid idHsWrapper
-                                                 _        -> Wobbly})
-                     | (name,id) <- names_w_ids, let id_ty = idType id]
+                                      tct_hetMetLevel = hetMetLevel
+                                     })
+                     | (name,id) <- names_w_ids]
     le'                    = extendNameEnvList (tcl_env env) extra_env
-    rdr_env'       = extendLocalRdrEnv (tcl_rdr env) [name | (name,_) <- names_w_ids]
-\end{code}
+    rdr_env'       = extendLocalRdrEnvList (tcl_rdr env) [name | (name,_) <- names_w_ids]
 
-
-\begin{code}
------------------------
--- findGlobals looks at the value environment and finds values
--- whose types mention the offending type variable.  It has to be 
--- careful to zonk the Id's type first, so it has to be in the monad.
--- We must be careful to pass it a zonked type variable, too.
-
-findGlobals :: TcTyVarSet
-            -> TidyEnv 
-            -> TcM (TidyEnv, [SDoc])
-
-findGlobals tvs tidy_env
-  = getLclEnv          `thenM` \ lcl_env ->
-    go tidy_env [] (lclEnvElts lcl_env)
-  where
-    go tidy_env acc [] = returnM (tidy_env, acc)
-    go tidy_env acc (thing : things)
-      = find_thing ignore_it tidy_env thing    `thenM` \ (tidy_env1, maybe_doc) ->
-       case maybe_doc of
-         Just d  -> go tidy_env1 (d:acc) things
-         Nothing -> go tidy_env1 acc     things
-
-    ignore_it ty = tvs `disjointVarSet` tyVarsOfType ty
-
------------------------
-find_thing ignore_it tidy_env (ATcId { tct_id = id })
-  = zonkTcType  (idType id)    `thenM` \ id_ty ->
-    if ignore_it id_ty then
-       returnM (tidy_env, Nothing)
-    else let
-       (tidy_env', tidy_ty) = tidyOpenType tidy_env id_ty
-       msg = sep [ppr id <+> dcolon <+> ppr tidy_ty, 
-                  nest 2 (parens (ptext SLIT("bound at") <+>
-                                  ppr (getSrcLoc id)))]
-    in
-    returnM (tidy_env', Just msg)
-
-find_thing ignore_it tidy_env (ATyVar tv ty)
-  = zonkTcType ty              `thenM` \ tv_ty ->
-    if ignore_it tv_ty then
-       returnM (tidy_env, Nothing)
-    else let
-       -- The name tv is scoped, so we don't need to tidy it
-       (tidy_env1, tidy_ty) = tidyOpenType  tidy_env tv_ty
-       msg = sep [ptext SLIT("Scoped type variable") <+> quotes (ppr tv) <+> eq_stuff, nest 2 bound_at]
-
-       eq_stuff | Just tv' <- Type.getTyVar_maybe tv_ty, 
-                  getOccName tv == getOccName tv' = empty
-                | otherwise = equals <+> ppr tidy_ty
-               -- It's ok to use Type.getTyVar_maybe because ty is zonked by now
-       bound_at = parens $ ptext SLIT("bound at:") <+> ppr (getSrcLoc tv)
-    in
-    returnM (tidy_env1, Just msg)
-
-find_thing _ _ thing = pprPanic "find_thing" (ppr thing)
-\end{code}
-
-\begin{code}
-refineEnvironment 
-       :: Refinement 
-       -> Bool                 -- whether type equations are involved
-       -> TcM a 
-       -> TcM a
--- I don't think I have to refine the set of global type variables in scope
--- Reason: the refinement never increases that set
-refineEnvironment reft otherEquations thing_inside
-  | isEmptyRefinement reft     -- Common case
-  , not otherEquations
-  = thing_inside
-  | otherwise
-  = do { env <- getLclEnv
-       ; let le' = mapNameEnv refine (tcl_env env)
-       ; setLclEnv (env {tcl_env = le'}) thing_inside }
-  where
-    refine elt@(ATcId { tct_co = Rigid co, tct_type = ty })
-       | Just (co', ty') <- refineType reft ty
-       = elt { tct_co = Rigid (WpCo co' <.> co), tct_type = ty' }
-    refine elt@(ATcId { tct_co = Wobbly})
--- Main new idea: make wobbly things invisible whenever there 
---               is a refinement of any sort
---     | otherEquations
-       = elt { tct_co = WobblyInvisible}
-    refine (ATyVar tv ty) 
-       | Just (_, ty') <- refineType reft ty
-       = ATyVar tv ty' -- Ignore the coercion that refineType returns
-
-    refine elt = elt   -- Common case
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{The global tyvars}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-tc_extend_gtvs gtvs extra_global_tvs
-  = readMutVar gtvs            `thenM` \ global_tvs ->
-    newMutVar (global_tvs `unionVarSet` extra_global_tvs)
-\end{code}
-
-@tcGetGlobalTyVars@ returns a fully-zonked set of tyvars free in the environment.
-To improve subsequent calls to the same function it writes the zonked set back into
-the environment.
-
-\begin{code}
-tcGetGlobalTyVars :: TcM TcTyVarSet
-tcGetGlobalTyVars
-  = getLclEnv                                  `thenM` \ (TcLclEnv {tcl_tyvars = gtv_var}) ->
-    readMutVar gtv_var                         `thenM` \ gbl_tvs ->
-    zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems gbl_tvs)    `thenM` \ gbl_tvs' ->
-    writeMutVar gtv_var gbl_tvs'               `thenM_` 
-    returnM gbl_tvs'
+tcExtendGlobalTyVars :: IORef VarSet -> VarSet -> TcM (IORef VarSet)
+tcExtendGlobalTyVars gtv_var extra_global_tvs
+  = do { global_tvs <- readMutVar gtv_var
+       ; newMutVar (global_tvs `unionVarSet` extra_global_tvs) }
 \end{code}
 
 
@@ -522,7 +474,7 @@ tcGetGlobalTyVars
 \begin{code}
 tcExtendRules :: [LRuleDecl Id] -> TcM a -> TcM a
        -- Just pop the new rules into the EPS and envt resp
-       -- All the rules come from an interface file, not soruce
+       -- All the rules come from an interface file, not source
        -- Nevertheless, some may be for this module, if we read
        -- its interface instead of its source code
 tcExtendRules lcl_rules thing_inside
@@ -540,39 +492,25 @@ tcExtendRules lcl_rules thing_inside
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-instance Outputable ThStage where
-   ppr Comp         = text "Comp"
-   ppr (Brack l _ _) = text "Brack" <+> int l
-   ppr (Splice l)    = text "Splice" <+> int l
-
-
-thLevel :: ThStage -> ThLevel
-thLevel Comp         = topLevel
-thLevel (Splice l)    = l
-thLevel (Brack l _ _) = l
-
-
 checkWellStaged :: SDoc                -- What the stage check is for
-               -> ThLevel      -- Binding level
-               -> ThStage      -- Use stage
+               -> ThLevel      -- Binding level (increases inside brackets)
+               -> ThLevel      -- Use stage
                -> TcM ()       -- Fail if badly staged, adding an error
-checkWellStaged pp_thing bind_lvl use_stage
-  | bind_lvl <= use_lvl        -- OK!
-  = returnM () 
+checkWellStaged pp_thing bind_lvl use_lvl
+  | use_lvl >= bind_lvl        -- OK! Used later than bound
+  = return ()                  -- E.g.  \x -> [| $(f x) |]
 
-  | bind_lvl == topLevel       -- GHC restriction on top level splices
+  | bind_lvl == outerLevel     -- GHC restriction on top level splices
   = failWithTc $ 
-    sep [ptext SLIT("GHC stage restriction:") <+>  pp_thing,
-        nest 2 (ptext SLIT("is used in a top-level splice, and must be imported, not defined locally"))]
+    sep [ptext (sLit "GHC stage restriction:") <+>  pp_thing,
+        nest 2 (vcat [ ptext (sLit "is used in a top-level splice or annotation,")
+                      , ptext (sLit "and must be imported, not defined locally")])]
 
   | otherwise                  -- Badly staged
-  = failWithTc $ 
-    ptext SLIT("Stage error:") <+> pp_thing <+> 
-       hsep   [ptext SLIT("is bound at stage") <+> ppr bind_lvl,
-               ptext SLIT("but used at stage") <+> ppr use_lvl]
-  where
-    use_lvl = thLevel use_stage
-
+  = failWithTc $               -- E.g.  \x -> $(f x)
+    ptext (sLit "Stage error:") <+> pp_thing <+> 
+       hsep   [ptext (sLit "is bound at stage") <+> ppr bind_lvl,
+               ptext (sLit "but used at stage") <+> ppr use_lvl]
 
 topIdLvl :: Id -> ThLevel
 -- Globals may either be imported, or may be from an earlier "chunk" 
@@ -584,31 +522,87 @@ topIdLvl :: Id -> ThLevel
 --     $( f x )
 -- By the time we are prcessing the $(f x), the binding for "x" 
 -- will be in the global env, not the local one.
-topIdLvl id | isLocalId id = topLevel
+topIdLvl id | isLocalId id = outerLevel
            | otherwise    = impLevel
 
--- Indicates the legal transitions on bracket( [| |] ).
-bracketOK :: ThStage -> Maybe ThLevel
-bracketOK (Brack _ _ _) = Nothing      -- Bracket illegal inside a bracket
-bracketOK stage         = Just (thLevel stage + 1)
-
--- Indicates the legal transitions on splice($).
-spliceOK :: ThStage -> Maybe ThLevel
-spliceOK (Splice _) = Nothing  -- Splice illegal inside splice
-spliceOK stage      = Just (thLevel stage - 1)
-
 tcMetaTy :: Name -> TcM Type
 -- Given the name of a Template Haskell data type, 
 -- return the type
 -- E.g. given the name "Expr" return the type "Expr"
-tcMetaTy tc_name
-  = tcLookupTyCon tc_name      `thenM` \ t ->
-    returnM (mkTyConApp t [])
+tcMetaTy tc_name = do
+    t <- tcLookupTyCon tc_name
+    return (mkTyConApp t [])
+
+thRnBrack :: ThStage
+-- Used *only* to indicate that we are inside a TH bracket during renaming
+-- Tested by TcEnv.isBrackStage
+-- See Note [Top-level Names in Template Haskell decl quotes]
+thRnBrack = Brack (panic "thRnBrack1") (panic "thRnBrack2") (panic "thRnBrack3") 
+
+isBrackStage :: ThStage -> Bool
+isBrackStage (Brack {}) = True
+isBrackStage _other     = False
+
+thTopLevelId :: Id -> Bool
+-- See Note [What is a top-level Id?] in TcSplice
+thTopLevelId id = isGlobalId id || isExternalName (idName id)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+                 getDefaultTys                                                                         
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcGetDefaultTys :: Bool                -- True <=> interactive context
+                -> TcM ([Type], -- Default types
+                        (Bool, -- True <=> Use overloaded strings
+                         Bool)) -- True <=> Use extended defaulting rules
+tcGetDefaultTys interactive
+  = do { dflags <- getDOpts
+        ; let ovl_strings = xopt Opt_OverloadedStrings dflags
+              extended_defaults = interactive
+                               || xopt Opt_ExtendedDefaultRules dflags
+                                       -- See also Trac #1974 
+              flags = (ovl_strings, extended_defaults)
+    
+        ; mb_defaults <- getDeclaredDefaultTys
+       ; case mb_defaults of {
+          Just tys -> return (tys, flags) ;
+                               -- User-supplied defaults
+          Nothing  -> do
+
+       -- No use-supplied default
+       -- Use [Integer, Double], plus modifications
+       { integer_ty <- tcMetaTy integerTyConName
+       ; checkWiredInTyCon doubleTyCon
+       ; string_ty <- tcMetaTy stringTyConName
+        ; let deflt_tys = opt_deflt extended_defaults unitTy  -- Note [Default unitTy]
+                         ++ [integer_ty, doubleTy]
+                         ++ opt_deflt ovl_strings string_ty
+        ; return (deflt_tys, flags) } } }
+  where
+    opt_deflt True  ty = [ty]
+    opt_deflt False _  = []
+\end{code}
+
+Note [Default unitTy]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In interative mode (or with -XExtendedDefaultRules) we add () as the first type we
+try when defaulting.  This has very little real impact, except in the following case.
+Consider: 
+       Text.Printf.printf "hello"
+This has type (forall a. IO a); it prints "hello", and returns 'undefined'.  We don't
+want the GHCi repl loop to try to print that 'undefined'.  The neatest thing is to
+default the 'a' to (), rather than to Integer (which is what would otherwise happen;
+and then GHCi doesn't attempt to print the ().  So in interactive mode, we add
+() to the list of defaulting types.  See Trac #1200.
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{The InstInfo type}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -624,50 +618,62 @@ But local instance decls includes
 as well as explicit user written ones.
 
 \begin{code}
-data InstInfo
+data InstInfo a
   = InstInfo {
-      iSpec  :: Instance,              -- Includes the dfun id.  Its forall'd type 
-      iBinds :: InstBindings           -- variables scope over the stuff in InstBindings!
+      iSpec   :: Instance,        -- Includes the dfun id.  Its forall'd type
+      iBinds  :: InstBindings a   -- variables scope over the stuff in InstBindings!
     }
 
-iDFunId :: InstInfo -> DFunId
+iDFunId :: InstInfo a -> DFunId
 iDFunId info = instanceDFunId (iSpec info)
 
-data InstBindings
+data InstBindings a
   = VanillaInst                -- The normal case
-       (LHsBinds Name)         -- Bindings
-       [LSig Name]             -- User pragmas recorded for generating 
+       (LHsBinds a)            -- Bindings for the instance methods
+       [LSig a]                -- User pragmas recorded for generating 
                                -- specialised instances
+       Bool                    -- True <=> This code came from a standalone deriving clause
+                                --          Used only to improve error messages
+
+  | NewTypeDerived      -- Used for deriving instances of newtypes, where the
+                       -- witness dictionary is identical to the argument 
+                       -- dictionary.  Hence no bindings, no pragmas.
+
+       Coercion        -- The coercion maps from newtype to the representation type
+                       -- (mentioning type variables bound by the forall'd iSpec variables)
+                       -- E.g.   newtype instance N [a] = N1 (Tree a)
+                       --        co : N [a] ~ Tree a
+
+       TyCon           -- The TyCon is the newtype N.  If it's indexed, then it's the 
+                       -- representation TyCon, so that tyConDataCons returns [N1], 
+                       -- the "data constructor".
+                       -- See Note [Newtype deriving and unused constructors]
+                        -- in TcDeriv
+
+pprInstInfo :: InstInfo a -> SDoc
+pprInstInfo info = hang (ptext (sLit "instance"))
+                      2 (sep [ ifPprDebug (pprForAll tvs)
+                             , pprThetaArrowTy theta, ppr tau
+                             , ptext (sLit "where")])
+  where
+    (tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy (idType (iDFunId info))
 
-  | NewTypeDerived              -- Used for deriving instances of newtypes, where the
-                               -- witness dictionary is identical to the argument 
-                               -- dictionary.  Hence no bindings, no pragmas.
-       (Maybe [PredType])
-               -- Nothing      => The newtype-derived instance involves type variables,
-               --                 and the dfun has a type like df :: forall a. Eq a => Eq (T a)
-               -- Just (r:scs) => The newtype-defined instance has no type variables
-               --                 so the dfun is just a constant, df :: Eq T
-               --                 In this case we need to know waht the rep dict, r, and the 
-               --                 superclasses, scs, are.  (In the Nothing case these are in the
-               --                 dict fun's type.)
-               --                 Invariant: these PredTypes have no free variables
-               -- NB: In both cases, the representation dict is the *first* dict.
-
-pprInstInfo info = vcat [ptext SLIT("InstInfo:") <+> ppr (idType (iDFunId info))]
 
+pprInstInfoDetails :: OutputableBndr a => InstInfo a -> SDoc
 pprInstInfoDetails info = pprInstInfo info $$ nest 2 (details (iBinds info))
   where
-    details (VanillaInst b _)  = pprLHsBinds b
-    details (NewTypeDerived _) = text "Derived from the representation type"
+    details (VanillaInst b _ _) = pprLHsBinds b
+    details (NewTypeDerived {}) = text "Derived from the representation type"
 
-simpleInstInfoClsTy :: InstInfo -> (Class, Type)
+simpleInstInfoClsTy :: InstInfo a -> (Class, Type)
 simpleInstInfoClsTy info = case instanceHead (iSpec info) of
-                         (_, _, cls, [ty]) -> (cls, ty)
+                           (_, _, cls, [ty]) -> (cls, ty)
+                           _ -> panic "simpleInstInfoClsTy"
 
-simpleInstInfoTy :: InstInfo -> Type
+simpleInstInfoTy :: InstInfo a -> Type
 simpleInstInfoTy info = snd (simpleInstInfoClsTy info)
 
-simpleInstInfoTyCon :: InstInfo -> TyCon
+simpleInstInfoTyCon :: InstInfo a -> TyCon
   -- Gets the type constructor for a simple instance declaration,
   -- i.e. one of the form      instance (...) => C (T a b c) where ...
 simpleInstInfoTyCon inst = tcTyConAppTyCon (simpleInstInfoTy inst)
@@ -678,32 +684,50 @@ name, like otber top-level names, and hence must be made with newGlobalBinder.
 
 \begin{code}
 newDFunName :: Class -> [Type] -> SrcSpan -> TcM Name
-newDFunName clas (ty:_) loc
-  = do { index   <- nextDFunIndex
-       ; is_boot <- tcIsHsBoot
+newDFunName clas tys loc
+  = do { is_boot <- tcIsHsBoot
        ; mod     <- getModule
        ; let info_string = occNameString (getOccName clas) ++ 
-                           occNameString (getDFunTyKey ty)
-             dfun_occ = mkDFunOcc info_string is_boot index
-
+                           concatMap (occNameString.getDFunTyKey) tys
+        ; dfun_occ <- chooseUniqueOccTc (mkDFunOcc info_string is_boot)
        ; newGlobalBinder mod dfun_occ loc }
-
-newDFunName clas [] loc = pprPanic "newDFunName" (ppr clas <+> ppr loc)
 \end{code}
 
 Make a name for the representation tycon of a family instance.  It's an
-*external* name, like otber top-level names, and hence must be made with
+*external* name, like other top-level names, and hence must be made with
 newGlobalBinder.
 
 \begin{code}
-newFamInstTyConName :: Name -> SrcSpan -> TcM Name
-newFamInstTyConName tc_name loc
-  = do { index <- nextDFunIndex
-       ; mod   <- getModule
-       ; let occ = nameOccName tc_name
-       ; newGlobalBinder mod (mkInstTyTcOcc index occ) loc }
+newFamInstTyConName :: Name -> [Type] -> SrcSpan -> TcM Name
+newFamInstTyConName tc_name tys loc
+  = do { mod   <- getModule
+       ; let info_string = occNameString (getOccName tc_name) ++ 
+                           concatMap (occNameString.getDFunTyKey) tys
+        ; occ   <- chooseUniqueOccTc (mkInstTyTcOcc info_string)
+       ; newGlobalBinder mod occ loc }
 \end{code}
 
+Stable names used for foreign exports and annotations.
+For stable names, the name must be unique (see #1533).  If the
+same thing has several stable Ids based on it, the
+top-level bindings generated must not have the same name.
+Hence we create an External name (doesn't change), and we
+append a Unique to the string right here.
+
+\begin{code}
+mkStableIdFromString :: String -> Type -> SrcSpan -> (OccName -> OccName) -> TcM TcId
+mkStableIdFromString str sig_ty loc occ_wrapper = do
+    uniq <- newUnique
+    mod <- getModule
+    let uniq_str = showSDoc (pprUnique uniq) :: String
+        occ = mkVarOcc (str ++ '_' : uniq_str) :: OccName
+        gnm = mkExternalName uniq mod (occ_wrapper occ) loc :: Name
+       id  = mkExportedLocalId gnm sig_ty :: Id
+    return id
+
+mkStableIdFromName :: Name -> Type -> SrcSpan -> (OccName -> OccName) -> TcM TcId
+mkStableIdFromName nm = mkStableIdFromString (getOccString nm)
+\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -718,11 +742,17 @@ pprBinders :: [Name] -> SDoc
 pprBinders [bndr] = quotes (ppr bndr)
 pprBinders bndrs  = pprWithCommas ppr bndrs
 
+notFound :: Name -> TcM TyThing
 notFound name 
-  = failWithTc (ptext SLIT("GHC internal error:") <+> quotes (ppr name) <+> 
-               ptext SLIT("is not in scope"))
-
+  = do { (gbl,lcl) <- getEnvs
+       ; failWithTc (vcat[ptext (sLit "GHC internal error:") <+> quotes (ppr name) <+> 
+                     ptext (sLit "is not in scope during type checking, but it passed the renamer"),
+                     ptext (sLit "tcg_type_env of environment:") <+> ppr (tcg_type_env gbl),
+                     ptext (sLit "tcl_env of environment:") <+> ppr (tcl_env lcl)]
+                    ) }
+
+wrongThingErr :: String -> TcTyThing -> Name -> TcM a
 wrongThingErr expected thing name
   = failWithTc (pprTcTyThingCategory thing <+> quotes (ppr name) <+> 
-               ptext SLIT("used as a") <+> text expected)
+               ptext (sLit "used as a") <+> text expected)
 \end{code}