Tidy-up sweep, following the Great Skolemisation Simplification
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 4151e0d..7205287 100644 (file)
@@ -5,8 +5,16 @@
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-module TcExpr ( tcPolyExpr, tcPolyExprNC, 
-               tcMonoExpr, tcInferRho, tcSyntaxOp ) where
+-- 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 TcExpr ( tcPolyExpr, tcPolyExprNC, tcMonoExpr, tcMonoExprNC, 
+                tcInferRho, tcInferRhoNC, 
+                tcSyntaxOp, tcCheckId,
+                addExprErrCtxt ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
@@ -34,20 +42,21 @@ import DataCon
 import Name
 import TyCon
 import Type
+import Coercion
 import Var
 import VarSet
 import TysWiredIn
+import TysPrim( intPrimTy )
+import PrimOp( tagToEnumKey )
 import PrelNames
-import PrimOp
 import DynFlags
-import StaticFlags
-import HscTypes
 import SrcLoc
 import Util
 import ListSetOps
 import Maybes
 import Outputable
 import FastString
+import Control.Monad
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -58,59 +67,68 @@ import FastString
 
 \begin{code}
 tcPolyExpr, tcPolyExprNC
-        :: LHsExpr Name                -- Expession to type check
-                -> BoxySigmaType               -- Expected type (could be a polytpye)
+        :: LHsExpr Name        -- Expression to type check
+                -> TcSigmaType         -- Expected type (could be a polytpye)
                 -> TcM (LHsExpr TcId)  -- Generalised expr with expected type
 
--- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent) place
--- to add context information.
+-- tcPolyExpr is a convenient place (frequent but not too frequent)
+-- place to add context information.
 -- The NC version does not do so, usually because the caller wants
 -- to do so himself.
 
 tcPolyExpr expr res_ty         
-  = addErrCtxt (exprCtxt (unLoc expr)) $
-    tcPolyExprNC expr res_ty
-
-tcPolyExprNC expr res_ty 
-  | isSigmaTy res_ty
-  = do { (gen_fn, expr') <- tcGen res_ty emptyVarSet (\_ -> tcPolyExprNC expr)
-               -- Note the recursive call to tcPolyExpr, because the
-               -- type may have multiple layers of for-alls
-               -- E.g. forall a. Eq a => forall b. Ord b => ....
-       ; return (mkLHsWrap gen_fn expr') }
+  = addExprErrCtxt expr $
+    do { traceTc "tcPolyExpr" (ppr res_ty); tcPolyExprNC expr res_ty }
 
-  | otherwise
-  = tcMonoExpr expr res_ty
+tcPolyExprNC expr res_ty
+  = do { traceTc "tcPolyExprNC" (ppr res_ty)
+       ; (gen_fn, expr') <- tcGen (GenSkol res_ty) res_ty $ \ _ rho ->
+                           tcMonoExprNC expr rho
+       ; return (mkLHsWrap gen_fn expr') }
 
 ---------------
-tcPolyExprs :: [LHsExpr Name] -> [TcType] -> TcM [LHsExpr TcId]
-tcPolyExprs [] [] = returnM []
-tcPolyExprs (expr:exprs) (ty:tys)
- = do  { expr'  <- tcPolyExpr  expr  ty
-       ; exprs' <- tcPolyExprs exprs tys
-       ; returnM (expr':exprs') }
-tcPolyExprs exprs tys = pprPanic "tcPolyExprs" (ppr exprs $$ ppr tys)
+tcMonoExpr, tcMonoExprNC 
+    :: LHsExpr Name      -- Expression to type check
+    -> TcRhoType         -- Expected type (could be a type variable)
+                        -- Definitely no foralls at the top
+    -> TcM (LHsExpr TcId)
 
----------------
-tcMonoExpr :: LHsExpr Name     -- Expression to type check
-          -> BoxyRhoType       -- Expected type (could be a type variable)
-                               -- Definitely no foralls at the top
-                               -- Can contain boxes, which will be filled in
-          -> TcM (LHsExpr TcId)
+tcMonoExpr expr res_ty
+  = addErrCtxt (exprCtxt expr) $
+    tcMonoExprNC expr res_ty
 
-tcMonoExpr (L loc expr) res_ty
+tcMonoExprNC (L loc expr) res_ty
   = ASSERT( not (isSigmaTy res_ty) )
     setSrcSpan loc $
     do { expr' <- tcExpr expr res_ty
        ; return (L loc expr') }
 
 ---------------
-tcInferRho :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
-tcInferRho expr        = tcInfer (tcMonoExpr expr)
+tcInferRho, tcInferRhoNC :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
+-- Infer a *rho*-type.  This is, in effect, a special case
+-- for ids and partial applications, so that if
+--     f :: Int -> (forall a. a -> a) -> Int
+-- then we can infer
+--     f 3 :: (forall a. a -> a) -> Int
+-- And that in turn is useful 
+--  (a) for the function part of any application (see tcApp)
+--  (b) for the special rule for '$'
+tcInferRho expr = addErrCtxt (exprCtxt expr) (tcInferRhoNC expr)
+
+tcInferRhoNC (L loc expr)
+  = setSrcSpan loc $
+    do { (expr', rho) <- tcInfExpr expr
+       ; return (L loc expr', rho) }
+
+tcInfExpr :: HsExpr Name -> TcM (HsExpr TcId, TcRhoType)
+tcInfExpr (HsVar f)    = tcInferId f
+tcInfExpr (HsPar e)    = do { (e', ty) <- tcInferRhoNC e
+                             ; return (HsPar e', ty) }
+tcInfExpr (HsApp e1 e2) = tcInferApp e1 [e2]                                  
+tcInfExpr e             = tcInfer (tcExpr e)
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
        tcExpr: the main expression typechecker
@@ -118,72 +136,72 @@ tcInferRho expr   = tcInfer (tcMonoExpr expr)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr :: HsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
-tcExpr (HsVar name)     res_ty = tcId (OccurrenceOf name) name res_ty
+tcExpr :: HsExpr Name -> TcRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
+tcExpr e res_ty | debugIsOn && isSigmaTy res_ty     -- Sanity check
+                       = pprPanic "tcExpr: sigma" (ppr res_ty $$ ppr e)
+
+tcExpr (HsVar name)  res_ty = tcCheckId name res_ty
+
+tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty = tcApp e1 [e2] res_ty
 
-tcExpr (HsLit lit)     res_ty = do { boxyUnify (hsLitType lit) res_ty
-                                   ; return (HsLit lit) }
+tcExpr (HsLit lit)   res_ty = do { let lit_ty = hsLitType lit
+                                ; tcWrapResult (HsLit lit) lit_ty res_ty }
 
-tcExpr (HsPar expr)     res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
-                                   ; return (HsPar expr') }
+tcExpr (HsPar expr)  res_ty = do { expr' <- tcMonoExprNC expr res_ty
+                                ; return (HsPar expr') }
+
+tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty 
+  = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
+       ; return (HsSCC lbl expr') }
 
-tcExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
-                                   ; returnM (HsSCC lbl expr') }
 tcExpr (HsTickPragma info expr) res_ty 
-                                      = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
-                                   ; returnM (HsTickPragma info expr') }
+  = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
+       ; return (HsTickPragma info expr') }
 
-tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty      -- hdaume: core annotation
+tcExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty
   = do { expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
        ; return (HsCoreAnn lbl expr') }
 
 tcExpr (HsOverLit lit) res_ty  
-  = do         { lit' <- tcOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
+  = do         { lit' <- newOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
        ; return (HsOverLit lit') }
 
 tcExpr (NegApp expr neg_expr) res_ty
-  = do { neg_expr' <- tcSyntaxOp (OccurrenceOf negateName) neg_expr
+  = do { neg_expr' <- tcSyntaxOp NegateOrigin neg_expr
                                  (mkFunTy res_ty res_ty)
        ; expr' <- tcMonoExpr expr res_ty
        ; return (NegApp expr' neg_expr') }
 
 tcExpr (HsIPVar ip) res_ty
-  = do {       -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a 
+  = do { let origin = IPOccOrigin ip
+               -- Implicit parameters must have a *tau-type* not a 
                -- type scheme.  We enforce this by creating a fresh
                -- type variable as its type.  (Because res_ty may not
                -- be a tau-type.)
-         ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
-       ; co_fn <- tcSubExp ip_ty res_ty
-       ; (ip', inst) <- newIPDict (IPOccOrigin ip) ip ip_ty
-       ; extendLIE inst
-       ; return (mkHsWrap co_fn (HsIPVar ip')) }
-
-tcExpr (HsApp e1 e2) res_ty 
-  = go e1 [e2]
-  where
-    go :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -> TcM (HsExpr TcId)
-    go (L _ (HsApp e1 e2)) args = go e1 (e2:args)
-    go lfun@(L loc fun) args
-       = do { (fun', args') <- -- addErrCtxt (callCtxt lfun args) $
-                               tcApp fun (length args) (tcArgs lfun args) res_ty
-            ; return (unLoc (foldl mkHsApp (L loc fun') args')) }
+       ; ip_ty <- newFlexiTyVarTy argTypeKind  -- argTypeKind: it can't be an unboxed tuple
+       ; ip_var <- emitWanted origin (mkIPPred ip ip_ty)
+       ; tcWrapResult (HsIPVar (IPName ip_var)) ip_ty res_ty }
 
 tcExpr (HsLam match) res_ty
   = do { (co_fn, match') <- tcMatchLambda match res_ty
        ; return (mkHsWrap co_fn (HsLam match')) }
 
-tcExpr in_expr@(ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
- = do  { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
+tcExpr (ExprWithTySig expr sig_ty) res_ty
+ = do { sig_tc_ty <- tcHsSigType ExprSigCtxt sig_ty
 
-       -- Remember to extend the lexical type-variable environment
-       ; (gen_fn, expr') <- tcGen sig_tc_ty emptyVarSet (\ skol_tvs res_ty ->
-                            tcExtendTyVarEnv2 (hsExplicitTvs sig_ty `zip` mkTyVarTys skol_tvs) $
-                            tcPolyExprNC expr res_ty)
+      -- Remember to extend the lexical type-variable environment
+      ; (gen_fn, expr') 
+            <- tcGen (SigSkol ExprSigCtxt) sig_tc_ty $ \ skol_tvs res_ty ->
+              tcExtendTyVarEnv2 (hsExplicitTvs sig_ty `zip` mkTyVarTys skol_tvs) $
+                               -- See Note [More instantiated than scoped] in TcBinds
+              tcMonoExprNC expr res_ty
 
-       ; co_fn <- tcSubExp sig_tc_ty res_ty
-       ; return (mkHsWrap co_fn (ExprWithTySigOut (mkLHsWrap gen_fn expr') sig_ty)) }
+      ; let inner_expr = ExprWithTySigOut (mkLHsWrap gen_fn expr') sig_ty
 
-tcExpr (HsType ty) res_ty
+      ; (inst_wrap, rho) <- deeplyInstantiate ExprSigOrigin sig_tc_ty
+      ; tcWrapResult (mkHsWrap inst_wrap inner_expr) rho res_ty }
+
+tcExpr (HsType ty) _
   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
        -- This is the syntax for type applications that I was planning
        -- but there are difficulties (e.g. what order for type args)
@@ -199,46 +217,156 @@ tcExpr (HsType ty) res_ty
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+Note [Left sections]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Left sections, like (4 *), are equivalent to
+       \ x -> (*) 4 x,
+or, if PostfixOperators is enabled, just
+       (*) 4
+With PostfixOperators we don't actually require the function to take
+two arguments at all.  For example, (x `not`) means (not x); you get
+postfix operators!  Not Haskell 98, but it's less work and kind of
+useful.
+
+Note [Typing rule for ($)]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+People write 
+   runST $ blah
+so much, where 
+   runST :: (forall s. ST s a) -> a
+that I have finally given in and written a special type-checking
+rule just for saturated appliations of ($).  
+  * Infer the type of the first argument
+  * Decompose it; should be of form (arg2_ty -> res_ty), 
+       where arg2_ty might be a polytype
+  * Use arg2_ty to typecheck arg2
+
+Note [Typing rule for seq]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We want to allow
+       x `seq` (# p,q #)
+which suggests this type for seq:
+   seq :: forall (a:*) (b:??). a -> b -> b, 
+with (b:??) meaning that be can be instantiated with an unboxed tuple.
+But that's ill-kinded!  Function arguments can't be unboxed tuples.
+And indeed, you could not expect to do this with a partially-applied
+'seq'; it's only going to work when it's fully applied.  so it turns
+into 
+    case x of _ -> (# p,q #)
+
+For a while I slid by by giving 'seq' an ill-kinded type, but then
+the simplifier eta-reduced an application of seq and Lint blew up 
+with a kind error.  It seems more uniform to treat 'seq' as it it
+was a language construct.  
+
+See Note [seqId magic] in MkId, and 
+
+
 \begin{code}
-tcExpr in_expr@(OpApp arg1 lop@(L loc op) fix arg2) res_ty
-  = do { (op', [arg1', arg2']) <- tcApp op 2 (tcArgs lop [arg1,arg2]) res_ty
-       ; return (OpApp arg1' (L loc op') fix arg2') }
-
--- Left sections, equivalent to
---     \ x -> e op x,
--- or
---     \ x -> op e x,
--- or just
---     op e
---
--- We treat it as similar to the latter, so we don't
--- actually require the function to take two arguments
--- at all.  For example, (x `not`) means (not x);
--- you get postfix operators!  Not really Haskell 98
--- I suppose, but it's less work and kind of useful.
-
-tcExpr in_expr@(SectionL arg1 lop@(L loc op)) res_ty
-  = do         { (op', [arg1']) <- tcApp op 1 (tcArgs lop [arg1]) res_ty
-       ; return (SectionL arg1' (L loc op')) }
+tcExpr (OpApp arg1 op fix arg2) res_ty
+  | (L loc (HsVar op_name)) <- op
+  , op_name `hasKey` seqIdKey          -- Note [Typing rule for seq]
+  = do { arg1_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; let arg2_ty = res_ty
+       ; arg1' <- tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)
+       ; arg2' <- tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)
+       ; op_id <- tcLookupId op_name
+       ; let op' = L loc (HsWrap (mkWpTyApps [arg1_ty, arg2_ty]) (HsVar op_id))
+       ; return $ OpApp arg1' op' fix arg2' }
+
+  | (L loc (HsVar op_name)) <- op
+  , op_name `hasKey` dollarIdKey       -- Note [Typing rule for ($)]
+  = do { traceTc "Application rule" (ppr op)
+       ; (arg1', arg1_ty) <- tcInferRho arg1
+       ; let doc = ptext (sLit "The first argument of ($) takes")
+       ; (co_arg1, [arg2_ty], op_res_ty) <- matchExpectedFunTys doc 1 arg1_ty
+                -- arg2_ty maybe polymorphic; that's the point
+       ; arg2' <- tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)
+       ; co_res <- unifyType op_res_ty res_ty
+       ; op_id <- tcLookupId op_name
+       ; let op' = L loc (HsWrap (mkWpTyApps [arg2_ty, op_res_ty]) (HsVar op_id))
+       ; return $ mkHsWrapCoI co_res $
+         OpApp (mkLHsWrapCoI co_arg1 arg1') op' fix arg2' }
+
+  | otherwise
+  = do { traceTc "Non Application rule" (ppr op)
+       ; (op', op_ty) <- tcInferFun op
+       ; (co_fn, arg_tys, op_res_ty) <- unifyOpFunTys op 2 op_ty
+       ; co_res <- unifyType op_res_ty res_ty
+       ; [arg1', arg2'] <- tcArgs op [arg1, arg2] arg_tys
+       ; return $ mkHsWrapCoI co_res $
+         OpApp arg1' (mkLHsWrapCoI co_fn op') fix arg2' }
 
 -- Right sections, equivalent to \ x -> x `op` expr, or
 --     \ x -> op x expr
  
-tcExpr in_expr@(SectionR lop@(L loc op) arg2) res_ty
-  = do { (co_fn, (op', arg2')) <- subFunTys doc 1 res_ty $ \ [arg1_ty'] res_ty' ->
-                                  tcApp op 2 (tc_args arg1_ty') res_ty'
-       ; return (mkHsWrap co_fn (SectionR (L loc op') arg2')) }
+tcExpr (SectionR op arg2) res_ty
+  = do { (op', op_ty) <- tcInferFun op
+       ; (co_fn, [arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) <- unifyOpFunTys op 2 op_ty
+       ; co_res <- unifyType (mkFunTy arg1_ty op_res_ty) res_ty
+       ; arg2' <- tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)
+       ; return $ mkHsWrapCoI co_res $
+         SectionR (mkLHsWrapCoI co_fn op') arg2' } 
+
+tcExpr (SectionL arg1 op) res_ty
+  = do { (op', op_ty) <- tcInferFun op
+       ; dflags <- getDOpts        -- Note [Left sections]
+       ; let n_reqd_args | xopt Opt_PostfixOperators dflags = 1
+                         | otherwise                        = 2
+
+       ; (co_fn, (arg1_ty:arg_tys), op_res_ty) <- unifyOpFunTys op n_reqd_args op_ty
+       ; co_res <- unifyType (mkFunTys arg_tys op_res_ty) res_ty
+       ; arg1' <- tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)
+       ; return $ mkHsWrapCoI co_res $
+         SectionL arg1' (mkLHsWrapCoI co_fn op') }
+
+tcExpr (ExplicitTuple tup_args boxity) res_ty
+  | all tupArgPresent tup_args
+  = do { let tup_tc = tupleTyCon boxity (length tup_args)
+       ; (coi, arg_tys) <- matchExpectedTyConApp tup_tc res_ty
+       ; tup_args1 <- tcTupArgs tup_args arg_tys
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitTuple tup_args1 boxity) }
+    
+  | otherwise
+  = -- The tup_args are a mixture of Present and Missing (for tuple sections)
+    do { let kind = case boxity of { Boxed   -> liftedTypeKind
+                                   ; Unboxed -> argTypeKind }
+             arity = length tup_args 
+             tup_tc = tupleTyCon boxity arity
+
+       ; arg_tys <- newFlexiTyVarTys (tyConArity tup_tc) kind
+       ; let actual_res_ty
+                 = mkFunTys [ty | (ty, Missing _) <- arg_tys `zip` tup_args]
+                            (mkTyConApp tup_tc arg_tys)
+
+       ; coi <- unifyType actual_res_ty res_ty
+
+       -- Handle tuple sections where
+       ; tup_args1 <- tcTupArgs tup_args arg_tys
+       
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitTuple tup_args1 boxity) }
+
+tcExpr (ExplicitList _ exprs) res_ty
+  = do         { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
+       ; exprs' <- mapM (tc_elt elt_ty) exprs
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitList elt_ty exprs') }
   where
-    doc = ptext SLIT("The section") <+> quotes (ppr in_expr)
-               <+> ptext SLIT("takes one argument")
-    tc_args arg1_ty' qtvs qtys [arg1_ty, arg2_ty] 
-       = do { boxyUnify arg1_ty' (substTyWith qtvs qtys arg1_ty)
-            ; arg2' <- tcArg lop 2 arg2 qtvs qtys arg2_ty 
-            ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- c.f. tcArgs 
-            ; return (qtys', arg2') }
-    tc_args arg1_ty' _ _ _ = panic "tcExpr SectionR"
+    tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
+
+tcExpr (ExplicitPArr _ exprs) res_ty   -- maybe empty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedPArrTy res_ty
+       ; exprs' <- mapM (tc_elt elt_ty) exprs  
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
+  where
+    tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Let, case, if, do
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
 tcExpr (HsLet binds expr) res_ty
   = do { (binds', expr') <- tcLocalBinds binds $
@@ -255,10 +383,9 @@ tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
           --
           -- But now, in the GADT world, we need to typecheck the scrutinee
           -- first, to get type info that may be refined in the case alternatives
-         (scrut', scrut_ty) <- addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)
-                                          (tcInferRho scrut)
+         (scrut', scrut_ty) <- tcInferRho scrut
 
-       ; traceTc (text "HsCase" <+> ppr scrut_ty)
+       ; traceTc "HsCase" (ppr scrut_ty)
        ; matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches exp_ty
        ; return (HsCase scrut' matches') }
  where
@@ -266,8 +393,7 @@ tcExpr (HsCase scrut matches) exp_ty
                      mc_body = tcBody }
 
 tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
-  = do { pred' <- addErrCtxt (predCtxt pred) $
-                  tcMonoExpr pred boolTy
+  = do { pred' <- tcMonoExpr pred boolTy
        ; b1' <- tcMonoExpr b1 res_ty
        ; b2' <- tcMonoExpr b2 res_ty
        ; return (HsIf pred' b1' b2') }
@@ -275,50 +401,17 @@ tcExpr (HsIf pred b1 b2) res_ty
 tcExpr (HsDo do_or_lc stmts body _) res_ty
   = tcDoStmts do_or_lc stmts body res_ty
 
-tcExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty   -- Non-empty list
-  = do         { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
-       ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs
-       ; return (ExplicitList elt_ty exprs') }
-  where
-    tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
-
-tcExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty   -- maybe empty
-  = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
-       ; exprs' <- mappM (tc_elt elt_ty) exprs 
-       ; ifM (null exprs) (zapToMonotype elt_ty)
-               -- If there are no expressions in the comprehension
-               -- we must still fill in the box
-               -- (Not needed for [] and () becuase they happen
-               --  to parse as data constructors.)
-       ; return (ExplicitPArr elt_ty exprs') }
-  where
-    tc_elt elt_ty expr = tcPolyExpr expr elt_ty
-
--- For tuples, take care to preserve rigidity
--- E.g.        case (x,y) of ....
---        The scrutinee should have a rigid type if x,y do
--- The general scheme is the same as in tcIdApp
-tcExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
-  = do { tvs <- newBoxyTyVars [argTypeKind | e <- exprs]
-       ; let tup_tc     = tupleTyCon boxity (length exprs)
-             tup_res_ty = mkTyConApp tup_tc (mkTyVarTys tvs)
-       ; arg_tys   <- preSubType tvs (mkVarSet tvs) tup_res_ty res_ty
-       ; exprs'    <-  tcPolyExprs exprs arg_tys
-       ; arg_tys' <- mapM refineBox arg_tys
-       ; co_fn <- tcFunResTy (tyConName tup_tc) (mkTyConApp tup_tc arg_tys') res_ty
-       ; return (mkHsWrap co_fn (ExplicitTuple exprs' boxity)) }
-
 tcExpr (HsProc pat cmd) res_ty
-  = do { (pat', cmd') <- tcProc pat cmd res_ty
-       ; return (HsProc pat' cmd') }
+  = do { (pat', cmd', coi) <- tcProc pat cmd res_ty
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (HsProc pat' cmd') }
 
 tcExpr e@(HsArrApp _ _ _ _ _) _
-  = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e), 
-                      ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
+  = failWithTc (vcat [ptext (sLit "The arrow command"), nest 2 (ppr e), 
+                      ptext (sLit "was found where an expression was expected")])
 
 tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
-  = failWithTc (vcat [ptext SLIT("The arrow command"), nest 2 (ppr e), 
-                      ptext SLIT("was found where an expression was expected")])
+  = failWithTc (vcat [ptext (sLit "The arrow command"), nest 2 (ppr e), 
+                      ptext (sLit "was found where an expression was expected")])
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -328,163 +421,241 @@ tcExpr e@(HsArrForm _ _ _) _
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr expr@(RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
+tcExpr (RecordCon (L loc con_name) _ rbinds) res_ty
   = do { data_con <- tcLookupDataCon con_name
 
        -- Check for missing fields
        ; checkMissingFields data_con rbinds
 
+       ; (con_expr, con_tau) <- tcInferId con_name
        ; let arity = dataConSourceArity data_con
-             check_fields qtvs qtys arg_tys 
-                 = do  { let arg_tys' = substTys (zipOpenTvSubst qtvs qtys) arg_tys
-                       ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys' rbinds
-                       ; qtys' <- mapM refineBoxToTau qtys
-                       ; return (qtys', rbinds') }
-               -- The refineBoxToTau ensures that all the boxes in arg_tys are indeed
-               -- filled, which is the invariant expected by tcIdApp
-               -- How could this not be the case?  Consider a record construction
-               -- that does not mention all the fields.
-
-       ; (con_expr, rbinds') <- tcIdApp con_name arity check_fields res_ty
-
-       ; returnM (RecordCon (L loc (dataConWrapId data_con)) con_expr rbinds') }
-
--- The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
--- handle the *non-updated* fields.  Consider:
---
---     data T a b = MkT1 { fa :: a, fb :: b }
---                | MkT2 { fa :: a, fc :: Int -> Int }
---                | MkT3 { fd :: a }
---     
---     upd :: T a b -> c -> T a c
---     upd t x = t { fb = x}
---
--- The type signature on upd is correct (i.e. the result should not be (T a b))
--- because upd should be equivalent to:
---
---     upd t x = case t of 
---                     MkT1 p q -> MkT1 p x
---                     MkT2 a b -> MkT2 p b
---                     MkT3 d   -> error ...
---
--- So we need to give a completely fresh type to the result record,
--- and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
---
--- Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
--- its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints
---
--- All this is done in STEP 4 below.
---
--- Note about GADTs
--- ~~~~~~~~~~~~~~~~
--- For record update we require that every constructor involved in the
--- update (i.e. that has all the specified fields) is "vanilla".  I
--- don't know how to do the update otherwise.
-
-
-tcExpr expr@(RecordUpd record_expr hrbinds@(HsRecordBinds rbinds) _ _) res_ty
-  =    -- STEP 0
+             (arg_tys, actual_res_ty) = tcSplitFunTysN con_tau arity
+             con_id = dataConWrapId data_con
+
+        ; co_res <- unifyType actual_res_ty res_ty
+        ; rbinds' <- tcRecordBinds data_con arg_tys rbinds
+       ; return $ mkHsWrapCoI co_res $ 
+          RecordCon (L loc con_id) con_expr rbinds' } 
+\end{code}
+
+Note [Type of a record update]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The main complication with RecordUpd is that we need to explicitly
+handle the *non-updated* fields.  Consider:
+
+       data T a b c = MkT1 { fa :: a, fb :: (b,c) }
+                    | MkT2 { fa :: a, fb :: (b,c), fc :: c -> c }
+                    | MkT3 { fd :: a }
+       
+       upd :: T a b c -> (b',c) -> T a b' c
+       upd t x = t { fb = x}
+
+The result type should be (T a b' c)
+not (T a b c),   because 'b' *is not* mentioned in a non-updated field
+not (T a b' c'), becuase 'c' *is*     mentioned in a non-updated field
+NB that it's not good enough to look at just one constructor; we must
+look at them all; cf Trac #3219
+
+After all, upd should be equivalent to:
+       upd t x = case t of 
+                       MkT1 p q -> MkT1 p x
+                       MkT2 a b -> MkT2 p b
+                       MkT3 d   -> error ...
+
+So we need to give a completely fresh type to the result record,
+and then constrain it by the fields that are *not* updated ("p" above).
+We call these the "fixed" type variables, and compute them in getFixedTyVars.
+
+Note that because MkT3 doesn't contain all the fields being updated,
+its RHS is simply an error, so it doesn't impose any type constraints.
+Hence the use of 'relevant_cont'.
+
+Note [Implict type sharing]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We also take into account any "implicit" non-update fields.  For example
+       data T a b where { MkT { f::a } :: T a a; ... }
+So the "real" type of MkT is: forall ab. (a~b) => a -> T a b
+
+Then consider
+       upd t x = t { f=x }
+We infer the type
+       upd :: T a b -> a -> T a b
+       upd (t::T a b) (x::a)
+          = case t of { MkT (co:a~b) (_:a) -> MkT co x }
+We can't give it the more general type
+       upd :: T a b -> c -> T c b
+
+Note [Criteria for update]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We want to allow update for existentials etc, provided the updated
+field isn't part of the existential. For example, this should be ok.
+  data T a where { MkT { f1::a, f2::b->b } :: T a }
+  f :: T a -> b -> T b
+  f t b = t { f1=b }
+
+The criterion we use is this:
+
+  The types of the updated fields
+  mention only the universally-quantified type variables
+  of the data constructor
+
+NB: this is not (quite) the same as being a "naughty" record selector
+(See Note [Naughty record selectors]) in TcTyClsDecls), at least 
+in the case of GADTs. Consider
+   data T a where { MkT :: { f :: a } :: T [a] }
+Then f is not "naughty" because it has a well-typed record selector.
+But we don't allow updates for 'f'.  (One could consider trying to
+allow this, but it makes my head hurt.  Badly.  And no one has asked
+for it.)
+
+In principle one could go further, and allow
+  g :: T a -> T a
+  g t = t { f2 = \x -> x }
+because the expression is polymorphic...but that seems a bridge too far.
+
+Note [Data family example]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+    data instance T (a,b) = MkT { x::a, y::b }
+  --->
+    data :TP a b = MkT { a::a, y::b }
+    coTP a b :: T (a,b) ~ :TP a b
+
+Suppose r :: T (t1,t2), e :: t3
+Then  r { x=e } :: T (t3,t1)
+  --->
+      case r |> co1 of
+       MkT x y -> MkT e y |> co2
+      where co1 :: T (t1,t2) ~ :TP t1 t2
+           co2 :: :TP t3 t2 ~ T (t3,t2)
+The wrapping with co2 is done by the constructor wrapper for MkT
+
+Outgoing invariants
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In the outgoing (HsRecordUpd scrut binds cons in_inst_tys out_inst_tys):
+
+  * cons are the data constructors to be updated
+
+  * in_inst_tys, out_inst_tys have same length, and instantiate the
+       *representation* tycon of the data cons.  In Note [Data 
+       family example], in_inst_tys = [t1,t2], out_inst_tys = [t3,t2]
+       
+\begin{code}
+tcExpr (RecordUpd record_expr rbinds _ _ _) res_ty
+  = ASSERT( notNull upd_fld_names )
+    do {
+       -- STEP 0
        -- Check that the field names are really field names
-    ASSERT( notNull rbinds )
-    let 
-       field_names = map fst rbinds
-    in
-    mappM (tcLookupField . unLoc) field_names  `thenM` \ sel_ids ->
-       -- The renamer has already checked that they
-       -- are all in scope
-    let
-       bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector field_name) 
-                  | (L loc field_name, sel_id) <- field_names `zip` sel_ids,
-                    not (isRecordSelector sel_id)      -- Excludes class ops
-                  ]
-    in
-    checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM) `thenM_`
+       ; sel_ids <- mapM tcLookupField upd_fld_names
+                       -- The renamer has already checked that
+                       -- selectors are all in scope
+       ; let bad_guys = [ setSrcSpan loc $ addErrTc (notSelector fld_name) 
+                        | (fld, sel_id) <- rec_flds rbinds `zip` sel_ids,
+                          not (isRecordSelector sel_id),       -- Excludes class ops
+                          let L loc fld_name = hsRecFieldId fld ]
+       ; unless (null bad_guys) (sequence bad_guys >> failM)
     
        -- STEP 1
        -- Figure out the tycon and data cons from the first field name
-    let
-               -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
-       upd_field_lbls  = recBindFields hrbinds
-       sel_id : _      = sel_ids
-       (tycon, _)      = recordSelectorFieldLabel sel_id       -- We've failed already if
-       data_cons       = tyConDataCons tycon           -- it's not a field label
-       relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
-       is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) upd_field_lbls
-    in
-
-       -- STEP 2
-       -- Check that at least one constructor has all the named fields
-       -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
-    checkTc (not (null relevant_cons))
-           (badFieldsUpd hrbinds)      `thenM_`
-
-       -- Check that all relevant data cons are vanilla.  Doing record updates on 
-       -- GADTs and/or existentials is more than my tiny brain can cope with today
-    checkTc (all isVanillaDataCon relevant_cons)
-           (nonVanillaUpd tycon)       `thenM_`
-
-       -- STEP 4
-       -- Use the un-updated fields to find a vector of booleans saying
-       -- which type arguments must be the same in updatee and result.
-       --
-       -- WARNING: this code assumes that all data_cons in a common tycon
-       -- have FieldLabels abstracted over the same tyvars.
-    let
+       ; let   -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
+             sel_id : _  = sel_ids
+             (tycon, _)  = recordSelectorFieldLabel sel_id     -- We've failed already if
+             data_cons   = tyConDataCons tycon                 -- it's not a field label
+               -- NB: for a data type family, the tycon is the instance tycon
+
+             relevant_cons   = filter is_relevant data_cons
+             is_relevant con = all (`elem` dataConFieldLabels con) upd_fld_names
                -- A constructor is only relevant to this process if
                -- it contains *all* the fields that are being updated
-       con1            = head relevant_cons    -- A representative constructor
-       con1_tyvars     = dataConUnivTyVars con1 
-       con1_flds       = dataConFieldLabels con1
-       con1_arg_tys    = dataConOrigArgTys con1
-       common_tyvars   = exactTyVarsOfTypes [ty | (fld,ty) <- con1_flds `zip` con1_arg_tys
-                                                , not (fld `elem` upd_field_lbls) ]
-
-       is_common_tv tv = tv `elemVarSet` common_tyvars
-
-       mk_inst_ty tv result_inst_ty 
-         | is_common_tv tv = returnM result_inst_ty            -- Same as result type
-         | otherwise       = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)    -- Fresh type, of correct kind
-    in
-    tcInstTyVars con1_tyvars                           `thenM` \ (_, result_inst_tys, inst_env) ->
-    zipWithM mk_inst_ty con1_tyvars result_inst_tys    `thenM` \ inst_tys ->
-
-       -- STEP 3
-       -- Typecheck the update bindings.
-       -- (Do this after checking for bad fields in case there's a field that
-       --  doesn't match the constructor.)
-    let
-       result_record_ty = mkTyConApp tycon result_inst_tys
-       con1_arg_tys'    = map (substTy inst_env) con1_arg_tys
-    in
-    tcSubExp result_record_ty res_ty           `thenM` \ co_fn ->
-    tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' hrbinds   `thenM` \ rbinds' ->
+               -- Other ones will cause a runtime error if they occur
+
+               -- Take apart a representative constructor
+             con1 = ASSERT( not (null relevant_cons) ) head relevant_cons
+             (con1_tvs, _, _, _, _, con1_arg_tys, _) = dataConFullSig con1
+             con1_flds = dataConFieldLabels con1
+             con1_res_ty = mkFamilyTyConApp tycon (mkTyVarTys con1_tvs)
+             
+       -- Step 2
+       -- Check that at least one constructor has all the named fields
+       -- i.e. has an empty set of bad fields returned by badFields
+       ; checkTc (not (null relevant_cons)) (badFieldsUpd rbinds)
+
+       -- STEP 3    Note [Criteria for update]
+       -- Check that each updated field is polymorphic; that is, its type
+       -- mentions only the universally-quantified variables of the data con
+       ; let flds1_w_tys = zipEqual "tcExpr:RecConUpd" con1_flds con1_arg_tys
+             upd_flds1_w_tys = filter is_updated flds1_w_tys
+             is_updated (fld,_) = fld `elem` upd_fld_names
+
+             bad_upd_flds = filter bad_fld upd_flds1_w_tys
+             con1_tv_set = mkVarSet con1_tvs
+             bad_fld (fld, ty) = fld `elem` upd_fld_names &&
+                                     not (tyVarsOfType ty `subVarSet` con1_tv_set)
+       ; checkTc (null bad_upd_flds) (badFieldTypes bad_upd_flds)
+
+       -- STEP 4  Note [Type of a record update]
+       -- Figure out types for the scrutinee and result
+       -- Both are of form (T a b c), with fresh type variables, but with
+       -- common variables where the scrutinee and result must have the same type
+       -- These are variables that appear in *any* arg of *any* of the
+       -- relevant constructors *except* in the updated fields
+       -- 
+       ; let fixed_tvs = getFixedTyVars con1_tvs relevant_cons
+             is_fixed_tv tv = tv `elemVarSet` fixed_tvs
+             mk_inst_ty tv result_inst_ty 
+               | is_fixed_tv tv = return result_inst_ty            -- Same as result type
+               | otherwise      = newFlexiTyVarTy (tyVarKind tv)  -- Fresh type, of correct kind
+
+       ; (_, result_inst_tys, result_inst_env) <- tcInstTyVars con1_tvs
+       ; scrut_inst_tys <- zipWithM mk_inst_ty con1_tvs result_inst_tys
+
+       ; let rec_res_ty    = substTy result_inst_env con1_res_ty
+             con1_arg_tys' = map (substTy result_inst_env) con1_arg_tys
+             scrut_subst   = zipTopTvSubst con1_tvs scrut_inst_tys
+             scrut_ty      = substTy scrut_subst con1_res_ty
+
+        ; co_res <- unifyType rec_res_ty res_ty
 
        -- STEP 5
-       -- Typecheck the expression to be updated
-    let
-       record_ty = ASSERT( length inst_tys == tyConArity tycon )
-                   mkTyConApp tycon inst_tys
-       -- This is one place where the isVanilla check is important
-       -- So that inst_tys matches the tycon
-    in
-    tcMonoExpr record_expr record_ty           `thenM` \ record_expr' ->
-
-       -- STEP 6
-       -- Figure out the LIE we need.  We have to generate some 
-       -- dictionaries for the data type context, since we are going to
-       -- do pattern matching over the data cons.
-       --
-       -- What dictionaries do we need?  The tyConStupidTheta tells us.
-    let
-       theta' = substTheta inst_env (tyConStupidTheta tycon)
-    in
-    instStupidTheta RecordUpdOrigin theta'     `thenM_`
-
+       -- Typecheck the thing to be updated, and the bindings
+       ; record_expr' <- tcMonoExpr record_expr scrut_ty
+       ; rbinds'      <- tcRecordBinds con1 con1_arg_tys' rbinds
+       
+       -- STEP 6: Deal with the stupid theta
+       ; let theta' = substTheta scrut_subst (dataConStupidTheta con1)
+       ; instStupidTheta RecordUpdOrigin theta'
+
+       -- Step 7: make a cast for the scrutinee, in the case that it's from a type family
+       ; let scrut_co | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon 
+                      = WpCast $ mkTyConApp co_con scrut_inst_tys
+                      | otherwise
+                      = idHsWrapper
        -- Phew!
-    returnM (mkHsWrap co_fn (RecordUpd record_expr' rbinds' record_ty result_record_ty))
+        ; return $ mkHsWrapCoI co_res $
+          RecordUpd (mkLHsWrap scrut_co record_expr') rbinds'
+                                  relevant_cons scrut_inst_tys result_inst_tys  }
+  where
+    upd_fld_names = hsRecFields rbinds
+
+    getFixedTyVars :: [TyVar] -> [DataCon] -> TyVarSet
+    -- These tyvars must not change across the updates
+    getFixedTyVars tvs1 cons
+      = mkVarSet [tv1 | con <- cons
+                     , let (tvs, theta, arg_tys, _) = dataConSig con
+                           flds = dataConFieldLabels con
+                           fixed_tvs = exactTyVarsOfTypes fixed_tys
+                                   -- fixed_tys: See Note [Type of a record update]
+                                       `unionVarSet` tyVarsOfTheta theta 
+                                   -- Universally-quantified tyvars that
+                                   -- appear in any of the *implicit*
+                                   -- arguments to the constructor are fixed
+                                   -- See Note [Implict type sharing]
+                                       
+                           fixed_tys = [ty | (fld,ty) <- zip flds arg_tys
+                                            , not (fld `elem` upd_fld_names)]
+                      , (tv1,tv) <- tvs1 `zip` tvs     -- Discards existentials in tvs
+                     , tv `elemVarSet` fixed_tvs ]
 \end{code}
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
        Arithmetic sequences                    e.g. [a,b..]
@@ -495,54 +666,58 @@ tcExpr expr@(RecordUpd record_expr hrbinds@(HsRecordBinds rbinds) _ _) res_ty
 
 \begin{code}
 tcExpr (ArithSeq _ seq@(From expr)) res_ty
-  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
        ; expr' <- tcPolyExpr expr elt_ty
        ; enum_from <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
-                             elt_ty enumFromName
-       ; return (ArithSeq (HsVar enum_from) (From expr')) }
+                             enumFromName elt_ty 
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi (ArithSeq enum_from (From expr')) }
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
-  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
+tcExpr (ArithSeq _ seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
        ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
        ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
        ; enum_from_then <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
-                             elt_ty enumFromThenName
-       ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_then) (FromThen expr1' expr2')) }
-
+                             enumFromThenName elt_ty 
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
+                    (ArithSeq enum_from_then (FromThen expr1' expr2')) }
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
-  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
+tcExpr (ArithSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
        ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
        ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
        ; enum_from_to <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
-                             elt_ty enumFromToName
-       ; return (ArithSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
+                             enumFromToName elt_ty 
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
+                     (ArithSeq enum_from_to (FromTo expr1' expr2')) }
 
-tcExpr in_expr@(ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
-  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
+tcExpr (ArithSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
        ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
        ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
        ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
        ; eft <- newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
-                     elt_ty enumFromThenToName
-       ; return (ArithSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
+                     enumFromThenToName elt_ty 
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
+                     (ArithSeq eft (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 
-tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
-  = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
+tcExpr (PArrSeq _ seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedPArrTy res_ty
        ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
        ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
        ; enum_from_to <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq) 
-                                     elt_ty enumFromToPName
-       ; return (PArrSeq (HsVar enum_from_to) (FromTo expr1' expr2')) }
+                                enumFromToPName elt_ty 
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
+                     (PArrSeq enum_from_to (FromTo expr1' expr2')) }
 
-tcExpr in_expr@(PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
-  = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
+tcExpr (PArrSeq _ seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
+  = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedPArrTy res_ty
        ; expr1' <- tcPolyExpr expr1 elt_ty
        ; expr2' <- tcPolyExpr expr2 elt_ty
        ; expr3' <- tcPolyExpr expr3 elt_ty
        ; eft <- newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
-                     elt_ty enumFromThenToPName
-       ; return (PArrSeq (HsVar eft) (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
+                     enumFromThenToPName elt_ty
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
+                     (PArrSeq eft (FromThenTo expr1' expr2' expr3')) }
 
 tcExpr (PArrSeq _ _) _ 
   = panic "TcExpr.tcMonoExpr: Infinite parallel array!"
@@ -563,6 +738,8 @@ tcExpr (PArrSeq _ _) _
 tcExpr (HsSpliceE splice) res_ty = tcSpliceExpr splice res_ty
 tcExpr (HsBracket brack)  res_ty = do  { e <- tcBracket brack res_ty
                                        ; return (unLoc e) }
+tcExpr e@(HsQuasiQuoteE _) _ =
+    pprPanic "Should never see HsQuasiQuoteE in type checker" (ppr e)
 #endif /* GHCI */
 \end{code}
 
@@ -585,197 +762,223 @@ tcExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
----------------------------
-tcApp :: HsExpr Name                           -- Function
-      -> Arity                                 -- Number of args reqd
-      -> ArgChecker results
-      -> BoxyRhoType                           -- Result type
-      -> TcM (HsExpr TcId, results)            
-
--- (tcFun fun n_args arg_checker res_ty)
--- The argument type checker, arg_checker, will be passed exactly n_args types
-
-tcApp (HsVar fun_name) n_args arg_checker res_ty
-  = tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
-
-tcApp fun n_args arg_checker res_ty    -- The vanilla case (rula APP)
-  = do { arg_boxes  <- newBoxyTyVars (replicate n_args argTypeKind)
-       ; fun'       <- tcExpr fun (mkFunTys (mkTyVarTys arg_boxes) res_ty)
-       ; arg_tys'   <- mapM readFilledBox arg_boxes
-       ; (_, args') <- arg_checker [] [] arg_tys'      -- Yuk
-       ; return (fun', args') }
+tcApp :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -- Function and args
+      -> TcRhoType -> TcM (HsExpr TcId) -- Translated fun and args
+
+tcApp (L _ (HsPar e)) args res_ty
+  = tcApp e args res_ty
+
+tcApp (L _ (HsApp e1 e2)) args res_ty
+  = tcApp e1 (e2:args) res_ty  -- Accumulate the arguments
+
+tcApp (L loc (HsVar fun)) args res_ty
+  | fun `hasKey` tagToEnumKey
+  , [arg] <- args
+  = tcTagToEnum loc fun arg res_ty
+
+tcApp fun args res_ty
+  = do {   -- Type-check the function
+       ; (fun1, fun_tau) <- tcInferFun fun
+
+           -- Extract its argument types
+       ; (co_fun, expected_arg_tys, actual_res_ty)
+             <- matchExpectedFunTys (mk_app_msg fun) (length args) fun_tau
+
+       -- Typecheck the result, thereby propagating 
+        -- info (if any) from result into the argument types
+        -- Both actual_res_ty and res_ty are deeply skolemised
+        ; co_res <- unifyType actual_res_ty res_ty
+
+       -- Typecheck the arguments
+       ; args1 <- tcArgs fun args expected_arg_tys
+
+        -- Assemble the result
+       ; let fun2 = mkLHsWrapCoI co_fun fun1
+              app  = mkLHsWrapCoI co_res (foldl mkHsApp fun2 args1)
+
+        ; return (unLoc app) }
+
+
+mk_app_msg :: LHsExpr Name -> SDoc
+mk_app_msg fun = sep [ ptext (sLit "The function") <+> quotes (ppr fun)
+                     , ptext (sLit "is applied to")]
+
+----------------
+tcInferApp :: LHsExpr Name -> [LHsExpr Name] -- Function and args
+           -> TcM (HsExpr TcId, TcRhoType) -- Translated fun and args
+
+tcInferApp (L _ (HsPar e))     args = tcInferApp e args
+tcInferApp (L _ (HsApp e1 e2)) args = tcInferApp e1 (e2:args)
+tcInferApp fun args
+  = -- Very like the tcApp version, except that there is
+    -- no expected result type passed in
+    do { (fun1, fun_tau) <- tcInferFun fun
+       ; (co_fun, expected_arg_tys, actual_res_ty)
+             <- matchExpectedFunTys (mk_app_msg fun) (length args) fun_tau
+       ; args1 <- tcArgs fun args expected_arg_tys
+       ; let fun2 = mkLHsWrapCoI co_fun fun1
+              app  = foldl mkHsApp fun2 args1
+        ; return (unLoc app, actual_res_ty) }
+
+----------------
+tcInferFun :: LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcRhoType)
+-- Infer and instantiate the type of a function
+tcInferFun (L loc (HsVar name)) 
+  = do { (fun, ty) <- setSrcSpan loc (tcInferId name)
+                      -- Don't wrap a context around a plain Id
+       ; return (L loc fun, ty) }
+
+tcInferFun fun
+  = do { (fun, fun_ty) <- tcInfer (tcMonoExpr fun)
+
+         -- Zonk the function type carefully, to expose any polymorphism
+        -- E.g. (( \(x::forall a. a->a). blah ) e)
+        -- We can see the rank-2 type of the lambda in time to genrealise e
+       ; fun_ty' <- zonkTcTypeCarefully fun_ty
+
+       ; (wrap, rho) <- deeplyInstantiate AppOrigin fun_ty'
+       ; return (mkLHsWrap wrap fun, rho) }
+
+----------------
+tcArgs :: LHsExpr Name                         -- The function (for error messages)
+       -> [LHsExpr Name] -> [TcSigmaType]      -- Actual arguments and expected arg types
+       -> TcM [LHsExpr TcId]                   -- Resulting args
+
+tcArgs fun args expected_arg_tys
+  = mapM (tcArg fun) (zip3 args expected_arg_tys [1..])
+
+----------------
+tcArg :: LHsExpr Name                          -- The function (for error messages)
+       -> (LHsExpr Name, TcSigmaType, Int)     -- Actual argument and expected arg type
+       -> TcM (LHsExpr TcId)                   -- Resulting argument
+tcArg fun (arg, ty, arg_no) = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no)
+                                        (tcPolyExprNC arg ty)
+
+----------------
+tcTupArgs :: [HsTupArg Name] -> [TcSigmaType] -> TcM [HsTupArg TcId]
+tcTupArgs args tys 
+  = ASSERT( equalLength args tys ) mapM go (args `zip` tys)
+  where
+    go (Missing {},   arg_ty) = return (Missing arg_ty)
+    go (Present expr, arg_ty) = do { expr' <- tcPolyExpr expr arg_ty
+                                  ; return (Present expr') }
+
+----------------
+unifyOpFunTys :: LHsExpr Name -> Arity -> TcRhoType
+              -> TcM (CoercionI, [TcSigmaType], TcRhoType)                     
+-- A wrapper for matchExpectedFunTys
+unifyOpFunTys op arity ty = matchExpectedFunTys herald arity ty
+  where
+    herald = ptext (sLit "The operator") <+> quotes (ppr op) <+> ptext (sLit "takes")
 
 ---------------------------
-tcIdApp :: Name                                        -- Function
-        -> Arity                               -- Number of args reqd
-        -> ArgChecker results  -- The arg-checker guarantees to fill all boxes in the arg types
-        -> BoxyRhoType                         -- Result type
-        -> TcM (HsExpr TcId, results)          
-
--- Call        (f e1 ... en) :: res_ty
--- Type                f :: forall a b c. theta => fa_1 -> ... -> fa_k -> fres
---                     (where k <= n; fres has the rest)
--- NB: if k < n then the function doesn't have enough args, and
---     presumably fres is a type variable that we are going to 
---     instantiate with a function type
---
--- Then                fres <= bx_(k+1) -> ... -> bx_n -> res_ty
-
-tcIdApp fun_name n_args arg_checker res_ty
-  = do { let orig = OccurrenceOf fun_name
-       ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
-
-       -- Split up the function type
-       ; let (tv_theta_prs, rho) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
-             (fun_arg_tys, fun_res_ty) = tcSplitFunTysN rho n_args
-
-             qtvs = concatMap fst tv_theta_prs         -- Quantified tyvars
-             arg_qtvs = exactTyVarsOfTypes fun_arg_tys
-             res_qtvs = exactTyVarsOfType fun_res_ty
-               -- NB: exactTyVarsOfType.  See Note [Silly type synonyms in smart-app]
-             tau_qtvs = arg_qtvs `unionVarSet` res_qtvs
-             k              = length fun_arg_tys       -- k <= n_args
-             n_missing_args = n_args - k               -- Always >= 0
-
-       -- Match the result type of the function with the
-       -- result type of the context, to get an inital substitution
-       ; extra_arg_boxes <- newBoxyTyVars (replicate n_missing_args argTypeKind)
-       ; let extra_arg_tys' = mkTyVarTys extra_arg_boxes
-             res_ty'        = mkFunTys extra_arg_tys' res_ty
-       ; qtys' <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_res_ty res_ty'
-
-       -- Typecheck the arguments!
-       -- Doing so will fill arg_qtvs and extra_arg_tys'
-       ; (qtys'', args') <- arg_checker qtvs qtys' (fun_arg_tys ++ extra_arg_tys')
-
-       -- Strip boxes from the qtvs that have been filled in by the arg checking
-       ; extra_arg_tys'' <- mapM readFilledBox extra_arg_boxes
-
-       -- Result subsumption
-       -- This fills in res_qtvs
-       ; let res_subst = zipOpenTvSubst qtvs qtys''
-             fun_res_ty'' = substTy res_subst fun_res_ty
-             res_ty'' = mkFunTys extra_arg_tys'' res_ty
-       ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_res_ty'' res_ty''
-                           
-       -- And pack up the results
-       -- By applying the coercion just to the *function* we can make
-       -- tcFun work nicely for OpApp and Sections too
-       ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs
-       ; co_fn' <- wrapFunResCoercion (substTys res_subst fun_arg_tys) co_fn
-       ; return (mkHsWrap co_fn' fun', args') }
+tcSyntaxOp :: CtOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
+-- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
+-- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
+-- This version assumes res_ty is a monotype
+tcSyntaxOp orig (HsVar op) res_ty = do { (expr, rho) <- tcInferIdWithOrig orig op
+                                       ; tcWrapResult expr rho res_ty }
+tcSyntaxOp _ other        _      = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other) 
 \end{code}
 
-Note [Silly type synonyms in smart-app]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-When we call sripBoxyType, all of the boxes should be filled
-in.  But we need to be careful about type synonyms:
-       type T a = Int
-       f :: T a -> Int
-       ...(f x)...
-In the call (f x) we'll typecheck x, expecting it to have type
-(T box).  Usually that would fill in the box, but in this case not;
-because 'a' is discarded by the silly type synonym T.  So we must
-use exactTyVarsOfType to figure out which type variables are free 
-in the argument type.
 
-\begin{code}
--- tcId is a specialisation of tcIdApp when there are no arguments
--- tcId f ty = do { (res, _) <- tcIdApp f [] (\[] -> return ()) ty
---               ; return res }
-
-tcId :: InstOrigin
-     -> Name                                   -- Function
-     -> BoxyRhoType                            -- Result type
-     -> TcM (HsExpr TcId)
-tcId orig fun_name res_ty
-  = do { traceTc (text "tcId" <+> ppr fun_name <+> ppr res_ty)
-       ; (fun, fun_ty) <- lookupFun orig fun_name
-
-       -- Split up the function type
-       ; let (tv_theta_prs, fun_tau) = tcMultiSplitSigmaTy fun_ty
-             qtvs = concatMap fst tv_theta_prs -- Quantified tyvars
-             tau_qtvs = exactTyVarsOfType fun_tau      -- Mentioned in the tau part
-       ; qtv_tys <- preSubType qtvs tau_qtvs fun_tau res_ty
-
-       -- Do the subsumption check wrt the result type
-       ; let res_subst = zipTopTvSubst qtvs qtv_tys
-             fun_tau'  = substTy res_subst fun_tau
-
-       ; co_fn <- tcFunResTy fun_name fun_tau' res_ty
-
-       -- And pack up the results
-       ; fun' <- instFun orig fun res_subst tv_theta_prs 
-       ; return (mkHsWrap co_fn fun') }
-
---     Note [Push result type in]
---
--- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
--- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_res_ty).
--- This is when we might detect a too-few args situation.
--- (One can think of cases when the opposite order would give
--- a better error message.)
--- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an 
---             example where it actually makes a real difference
---    class C t a b | t a -> b
---    instance C Char a Bool
---
---    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
---    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
-
---    f1, f2 :: Q Char;
---    f1 = MkQ (MkP True)
---    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
---
--- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
--- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
--- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
-
----------------------------
-tcSyntaxOp :: InstOrigin -> HsExpr Name -> TcType -> TcM (HsExpr TcId)
--- Typecheck a syntax operator, checking that it has the specified type
--- The operator is always a variable at this stage (i.e. renamer output)
-tcSyntaxOp orig (HsVar op) ty = tcId orig op ty
-tcSyntaxOp orig other     ty = pprPanic "tcSyntaxOp" (ppr other)
+Note [Push result type in]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Unify with expected result before type-checking the args so that the
+info from res_ty percolates to args.  This is when we might detect a
+too-few args situation.  (One can think of cases when the opposite
+order would give a better error message.) 
+experimenting with putting this first.  
 
----------------------------
-instFun :: InstOrigin
-       -> HsExpr TcId
-       -> TvSubst                -- The instantiating substitution
-       -> [([TyVar], ThetaType)] -- Stuff to instantiate
-       -> TcM (HsExpr TcId)    
+Here's an example where it actually makes a real difference
 
-instFun orig fun subst []
-  = return fun         -- Common short cut
+   class C t a b | t a -> b
+   instance C Char a Bool
 
-instFun orig fun subst tv_theta_prs
-  = do         { let ty_theta_prs' = map subst_pr tv_theta_prs
+   data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
+   data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
 
-                -- Make two ad-hoc checks 
-       ; doStupidChecks fun ty_theta_prs'
+   f1, f2 :: Q Char;
+   f1 = MkQ (MkP True)
+   f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
 
-               -- Now do normal instantiation
-       ; go True fun ty_theta_prs' }
-  where
-    subst_pr (tvs, theta) 
-       = (substTyVars subst tvs, substTheta subst theta)
+With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
+the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
+in the other order, the extra signature in f2 is reqd.
 
-    go _ fun [] = return fun
 
-    go True (HsVar fun_id) ((tys,theta) : prs)
-       | want_method_inst theta
-       = do { meth_id <- newMethodWithGivenTy orig fun_id tys
-            ; go False (HsVar meth_id) prs }
-               -- Go round with 'False' to prevent further use
-               -- of newMethod: see Note [Multiple instantiation]
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+                 tcInferId
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-    go _ fun ((tys, theta) : prs)
-       = do { co_fn <- instCall orig tys theta
-            ; go False (HsWrap co_fn fun) prs }
+\begin{code}
+tcCheckId :: Name -> TcRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
+tcCheckId name res_ty = do { (expr, rho) <- tcInferId name
+                           ; tcWrapResult expr rho res_ty }
+
+------------------------
+tcInferId :: Name -> TcM (HsExpr TcId, TcRhoType)
+-- Infer type, and deeply instantiate
+tcInferId n = tcInferIdWithOrig (OccurrenceOf n) n
+
+------------------------
+tcInferIdWithOrig :: CtOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcRhoType)
+-- Look up an occurrence of an Id, and instantiate it (deeply)
+
+tcInferIdWithOrig orig id_name
+  = do { id <- lookup_id
+       ; (id_expr, id_rho) <- instantiateOuter orig id
+       ; (wrap, rho) <- deeplyInstantiate orig id_rho
+       ; return (mkHsWrap wrap id_expr, rho) }
+  where
+    lookup_id :: TcM TcId
+    lookup_id 
+       = do { thing <- tcLookup id_name
+           ; case thing of
+                ATcId { tct_id = id, tct_level = lvl }
+                  -> do { check_naughty id        -- Note [Local record selectors]
+                         ; checkThLocalId id lvl
+                         ; return id }
+
+                AGlobal (AnId id) 
+                   -> do { check_naughty id; return id }
+                       -- A global cannot possibly be ill-staged
+                       -- nor does it need the 'lifting' treatment
+                        -- hence no checkTh stuff here
+
+                AGlobal (ADataCon con) -> return (dataConWrapId con)
+
+                other -> failWithTc (bad_lookup other) }
+
+    bad_lookup thing = ppr thing <+> ptext (sLit "used where a value identifer was expected")
+
+    check_naughty id 
+      | isNaughtyRecordSelector id = failWithTc (naughtyRecordSel id)
+      | otherwise                 = return ()
+
+------------------------
+instantiateOuter :: CtOrigin -> TcId -> TcM (HsExpr TcId, TcSigmaType)
+-- Do just the first level of instantiation of an Id
+--   a) Deal with method sharing
+--   b) Deal with stupid checks
+-- Only look at the *outer level* of quantification
+-- See Note [Multiple instantiation]
+
+instantiateOuter orig id
+  | null tvs && null theta
+  = return (HsVar id, tau)
 
-       -- See Note [No method sharing]
-    want_method_inst theta =  not (null theta) -- Overloaded
-                          && not opt_NoMethodSharing
+  | otherwise
+  = do { (_, tys, subst) <- tcInstTyVars tvs
+       ; doStupidChecks id tys
+       ; let theta' = substTheta subst theta
+       ; traceTc "Instantiating" (ppr id <+> text "with" <+> (ppr tys $$ ppr theta'))
+       ; wrap <- instCall orig tys theta'
+       ; return (mkHsWrap wrap (HsVar id), substTy subst tau) }
+  where
+    (tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy (idType id)
 \end{code}
 
 Note [Multiple instantiation]
@@ -827,53 +1030,34 @@ This gets a bit less sharing, but
        a) it's better for RULEs involving overloaded functions
        b) perhaps fewer separated lambdas
 
-Note [Left to right]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-tcArgs implements a left-to-right order, which goes beyond what is described in the
-impredicative type inference paper.  In particular, it allows
-       runST $ foo
-where runST :: (forall s. ST s a) -> a
-When typechecking the application of ($)::(a->b) -> a -> b, we first check that
-runST has type (a->b), thereby filling in a=forall s. ST s a.  Then we un-box this type
-before checking foo.  The left-to-right order really helps here.
-
 \begin{code}
-tcArgs :: LHsExpr Name                         -- The function (for error messages)
-       -> [LHsExpr Name]                       -- Actual args
-       -> ArgChecker [LHsExpr TcId]
+doStupidChecks :: TcId
+              -> [TcType]
+              -> TcM ()
+-- Check two tiresome and ad-hoc cases
+-- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
+--     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
 
-type ArgChecker results
-   = [TyVar] -> [TcSigmaType]          -- Current instantiation
-   -> [TcSigmaType]                    -- Expected arg types (**before** applying the instantiation)
-   -> TcM ([TcSigmaType], results)     -- Resulting instaniation and args
+doStupidChecks fun_id tys
+  | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
+  = addDataConStupidTheta con tys
 
-tcArgs fun args qtvs qtys arg_tys
-  = go 1 qtys args arg_tys
-  where
-    go n qtys [] [] = return (qtys, [])
-    go n qtys (arg:args) (arg_ty:arg_tys)
-       = do { arg' <- tcArg fun n arg qtvs qtys arg_ty
-            ; qtys' <- mapM refineBox qtys     -- Exploit new info
-            ; (qtys'', args') <- go (n+1) qtys' args arg_tys
-            ; return (qtys'', arg':args') }
-
-tcArg :: LHsExpr Name                          -- The function
-      -> Int                                   --   and arg number (for error messages)
-      -> LHsExpr Name
-      -> [TyVar] -> [TcSigmaType]              -- Instantiate the arg type like this
-      -> BoxySigmaType
-      -> TcM (LHsExpr TcId)                    -- Resulting argument
-tcArg fun arg_no arg qtvs qtys ty
-  = addErrCtxt (funAppCtxt fun arg arg_no) $
-    tcPolyExprNC arg (substTyWith qtvs qtys ty)
+  | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
+  = failWithTc (ptext (sLit "tagToEnum# must appear applied to one argument"))
+  
+  | otherwise
+  = return () -- The common case
 \end{code}
 
-
 Note [tagToEnum#]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Nasty check to ensure that tagToEnum# is applied to a type that is an
 enumeration TyCon.  Unification may refine the type later, but this
-check won't see that, alas.  It's crude but it works.
+check won't see that, alas.  It's crude, because it relies on our
+knowing *now* that the type is ok, which in turn relies on the
+eager-unification part of the type checker pushing enough information
+here.  In theory the Right Thing to do is to have a new form of 
+constraint but I definitely cannot face that!  And it works ok as-is.
 
 Here's are two cases that should fail
        f :: forall a. a
@@ -882,92 +1066,108 @@ Here's are two cases that should fail
        g :: Int
        g = tagToEnum# 0        -- Int is not an enumeration
 
+When data type families are involved it's a bit more complicated.
+     data family F a
+     data instance F [Int] = A | B | C
+Then we want to generate something like
+     tagToEnum# R:FListInt 3# |> co :: R:FListInt ~ F [Int]
+Usually that coercion is hidden inside the wrappers for 
+constructors of F [Int] but here we have to do it explicitly.
 
-\begin{code}
-doStupidChecks :: HsExpr TcId
-              -> [([TcType], ThetaType)]
-              -> TcM ()
--- Check two tiresome and ad-hoc cases
--- (a) the "stupid theta" for a data con; add the constraints
---     from the "stupid theta" of a data constructor (sigh)
--- (b) deal with the tagToEnum# problem: see Note [tagToEnum#]
-
-doStupidChecks (HsVar fun_id) ((tys,_):_)
-  | Just con <- isDataConId_maybe fun_id   -- (a)
-  = addDataConStupidTheta con tys
+It's all grotesquely complicated.
 
-  | fun_id `hasKey` tagToEnumKey           -- (b)
-  = do { tys' <- zonkTcTypes tys
-       ; checkTc (ok tys') (tagToEnumError tys')
-       }
-  where
-    ok []      = False
-    ok (ty:tys) = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
-                       Just (tc,_) -> isEnumerationTyCon tc
-                       Nothing     -> False
-
-doStupidChecks fun tv_theta_prs
-  = return () -- The common case
-                                     
-
-tagToEnumError tys
-  = hang (ptext SLIT("Bad call to tagToEnum#") <+> at_type)
-        2 (vcat [ptext SLIT("Specify the type by giving a type signature"),
-                 ptext SLIT("e.g. (tagToEnum# x) :: Bool")])
+\begin{code}
+tcTagToEnum :: SrcSpan -> Name -> LHsExpr Name -> TcRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
+-- tagToEnum# :: forall a. Int# -> a
+-- See Note [tagToEnum#]   Urgh!
+tcTagToEnum loc fun_name arg res_ty
+  = do { fun <- tcLookupId fun_name
+        ; ty' <- zonkTcType res_ty
+
+       -- Check that the type is algebraic
+        ; let mb_tc_app = tcSplitTyConApp_maybe ty'
+              Just (tc, tc_args) = mb_tc_app
+       ; checkTc (isJust mb_tc_app)
+                  (tagToEnumError ty' doc1)
+
+       -- Look through any type family
+        ; (coi, rep_tc, rep_args) <- get_rep_ty ty' tc tc_args
+
+       ; checkTc (isEnumerationTyCon rep_tc) 
+                  (tagToEnumError ty' doc2)
+
+        ; arg' <- tcMonoExpr arg intPrimTy
+        ; let fun' = L loc (HsWrap (WpTyApp rep_ty) (HsVar fun))
+              rep_ty = mkTyConApp rep_tc rep_args
+
+       ; return (mkHsWrapCoI coi $ HsApp fun' arg') }
   where
-    at_type | null tys = empty -- Probably never happens
-           | otherwise = ptext SLIT("at type") <+> ppr (head tys)
+    doc1 = vcat [ ptext (sLit "Specify the type by giving a type signature")
+               , ptext (sLit "e.g. (tagToEnum# x) :: Bool") ]
+    doc2 = ptext (sLit "Result type must be an enumeration type")
+    doc3 = ptext (sLit "No family instance for this type")
+
+    get_rep_ty :: TcType -> TyCon -> [TcType]
+               -> TcM (CoercionI, TyCon, [TcType])
+       -- Converts a family type (eg F [a]) to its rep type (eg FList a)
+       -- and returns a coercion between the two
+    get_rep_ty ty tc tc_args
+      | not (isFamilyTyCon tc) 
+      = return (IdCo ty, tc, tc_args)
+      | otherwise 
+      = do { mb_fam <- tcLookupFamInst tc tc_args
+           ; case mb_fam of 
+              Nothing -> failWithTc (tagToEnumError ty doc3)
+               Just (rep_tc, rep_args) 
+                   -> return ( ACo (mkSymCoercion (mkTyConApp co_tc rep_args))
+                             , rep_tc, rep_args )
+                 where
+                   co_tc = expectJust "tcTagToEnum" $
+                           tyConFamilyCoercion_maybe rep_tc }
+
+tagToEnumError :: TcType -> SDoc -> SDoc
+tagToEnumError ty what
+  = hang (ptext (sLit "Bad call to tagToEnum#") 
+           <+> ptext (sLit "at type") <+> ppr ty) 
+        2 what
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{@tcId@ typechecks an identifier occurrence}
+                 Template Haskell checks
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-lookupFun :: InstOrigin -> Name -> TcM (HsExpr TcId, TcType)
-lookupFun orig id_name
-  = do         { thing <- tcLookup id_name
-       ; case thing of
-           AGlobal (ADataCon con) -> return (HsVar wrap_id, idType wrap_id)
-                                  where
-                                     wrap_id = dataConWrapId con
-
-           AGlobal (AnId id) 
-               | isNaughtyRecordSelector id -> failWithTc (naughtyRecordSel id)
-               | otherwise                  -> return (HsVar id, idType id)
-               -- A global cannot possibly be ill-staged
-               -- nor does it need the 'lifting' treatment
-
-           ATcId { tct_id = id, tct_type = ty, tct_co = mb_co, tct_level = lvl }
-               -> do { thLocalId orig id ty lvl
-                     ; case mb_co of
-                         Nothing -> return (HsVar id, ty)      -- Wobbly, or no free vars
-                         Just co -> return (mkHsWrap co (HsVar id), ty) }      
-
-           other -> failWithTc (ppr other <+> ptext SLIT("used where a value identifer was expected"))
-    }
-
+checkThLocalId :: Id -> ThLevel -> TcM ()
 #ifndef GHCI  /* GHCI and TH is off */
 --------------------------------------
--- thLocalId : Check for cross-stage lifting
-thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl
+-- Check for cross-stage lifting
+checkThLocalId _id _bind_lvl
   = return ()
 
 #else        /* GHCI and TH is on */
-thLocalId orig id id_ty th_bind_lvl 
+checkThLocalId id bind_lvl 
   = do { use_stage <- getStage -- TH case
-       ; case use_stage of
-           Brack use_lvl ps_var lie_var | use_lvl > th_bind_lvl
-                 -> thBrackId orig id ps_var lie_var
-           other -> do { checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage
-                       ; return id }
-       }
+       ; let use_lvl = thLevel use_stage
+       ; checkWellStaged (quotes (ppr id)) bind_lvl use_lvl
+       ; traceTc "thLocalId" (ppr id <+> ppr bind_lvl <+> ppr use_stage <+> ppr use_lvl)
+       ; when (use_lvl > bind_lvl) $
+          checkCrossStageLifting id bind_lvl use_stage }
 
 --------------------------------------
-thBrackId orig id ps_var lie_var
-  | isExternalName id_name
+checkCrossStageLifting :: Id -> ThLevel -> ThStage -> TcM ()
+-- We are inside brackets, and (use_lvl > bind_lvl)
+-- Now we must check whether there's a cross-stage lift to do
+-- Examples   \x -> [| x |]  
+--            [| map |]
+
+checkCrossStageLifting _ _ Comp   = return ()
+checkCrossStageLifting _ _ Splice = return ()
+
+checkCrossStageLifting id _ (Brack _ ps_var lie_var) 
+  | thTopLevelId id
   =    -- Top-level identifiers in this module,
        -- (which have External Names)
        -- are just like the imported case:
@@ -978,9 +1178,10 @@ thBrackId orig id ps_var lie_var
        -- But we do need to put f into the keep-alive
        -- set, because after desugaring the code will
        -- only mention f's *name*, not f itself.
-    do { keepAliveTc id_name; return id }
+    keepAliveTc id
 
-  | otherwise
+  | otherwise  -- bind_lvl = outerLevel presumably,
+               -- but the Id is not bound at top level
   =    -- Nested identifiers, such as 'x' in
        -- E.g. \x -> [| h x |]
        -- We must behave as if the reference to x was
@@ -991,33 +1192,49 @@ thBrackId orig id ps_var lie_var
        -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
        -- matter, although it's a mite untidy.
     do         { let id_ty = idType id
-       ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
+        ; checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)
               -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
               -- have different instantiations, so we can't use plain
               -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to 
               -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
               -- just going to flag an error for now
    
-       ; id_ty' <- zapToMonotype id_ty
-               -- The id_ty might have an OpenTypeKind, but we
-               -- can't instantiate the Lift class at that kind,
-               -- so we zap it to a LiftedTypeKind monotype
-               -- C.f. the call in TcPat.newLitInst
-
-       ; setLIEVar lie_var     $ do
-       { lift <- newMethodFromName orig id_ty' DsMeta.liftName
-                  -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
+       ; lift <- if isStringTy id_ty then
+                    do { sid <- tcLookupId DsMeta.liftStringName
+                                    -- See Note [Lifting strings]
+                        ; return (HsVar sid) }
+                 else
+                     setConstraintVar lie_var  $ do  
+                         -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
+                     newMethodFromName (OccurrenceOf (idName id)) 
+                                       DsMeta.liftName id_ty
           
                   -- Update the pending splices
        ; ps <- readMutVar ps_var
-       ; writeMutVar ps_var ((id_name, nlHsApp (nlHsVar lift) (nlHsVar id)) : ps)
+       ; writeMutVar ps_var ((idName id, nlHsApp (noLoc lift) (nlHsVar id)) : ps)
 
-       ; return id } }
- where
-   id_name = idName id
+       ; return () }
 #endif /* GHCI */
 \end{code}
 
+Note [Lifting strings]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+If we see $(... [| s |] ...) where s::String, we don't want to
+generate a mass of Cons (CharL 'x') (Cons (CharL 'y') ...)) etc.
+So this conditional short-circuits the lifting mechanism to generate
+(liftString "xy") in that case.  I didn't want to use overlapping instances
+for the Lift class in TH.Syntax, because that can lead to overlapping-instance
+errors in a polymorphic situation.  
+
+If this check fails (which isn't impossible) we get another chance; see
+Note [Converting strings] in Convert.lhs 
+
+Local record selectors
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Record selectors for TyCons in this module are ordinary local bindings,
+which show up as ATcIds rather than AGlobals.  So we need to check for
+naughtiness in both branches.  c.f. TcTyClsBindings.mkAuxBinds.
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -1049,18 +1266,23 @@ tcRecordBinds
        -> HsRecordBinds Name
        -> TcM (HsRecordBinds TcId)
 
-tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecordBinds rbinds)
-  = do { mb_binds <- mappM do_bind rbinds
-       ; return (HsRecordBinds (catMaybes mb_binds)) }
+tcRecordBinds data_con arg_tys (HsRecFields rbinds dd)
+  = do { mb_binds <- mapM do_bind rbinds
+       ; return (HsRecFields (catMaybes mb_binds) dd) }
   where
     flds_w_tys = zipEqual "tcRecordBinds" (dataConFieldLabels data_con) arg_tys
-    do_bind (L loc field_lbl, rhs)
+    do_bind fld@(HsRecField { hsRecFieldId = L loc field_lbl, hsRecFieldArg = rhs })
       | Just field_ty <- assocMaybe flds_w_tys field_lbl
       = addErrCtxt (fieldCtxt field_lbl)       $
-       do { rhs'   <- tcPolyExprNC rhs field_ty
-          ; sel_id <- tcLookupField field_lbl
-          ; ASSERT( isRecordSelector sel_id )
-            return (Just (L loc sel_id, rhs')) }
+       do { rhs' <- tcPolyExprNC rhs field_ty
+          ; let field_id = mkUserLocal (nameOccName field_lbl)
+                                       (nameUnique field_lbl)
+                                       field_ty loc 
+               -- Yuk: the field_id has the *unique* of the selector Id
+               --          (so we can find it easily)
+               --      but is a LocalId with the appropriate type of the RHS
+               --          (so the desugarer knows the type of local binder to make)
+          ; return (Just (fld { hsRecFieldId = L loc field_id, hsRecFieldArg = rhs' })) }
       | otherwise
       = do { addErrTc (badFieldCon data_con field_lbl)
           ; return Nothing }
@@ -1069,33 +1291,33 @@ checkMissingFields :: DataCon -> HsRecordBinds Name -> TcM ()
 checkMissingFields data_con rbinds
   | null field_labels  -- Not declared as a record;
                        -- But C{} is still valid if no strict fields
-  = if any isMarkedStrict field_strs then
+  = if any isBanged field_strs then
        -- Illegal if any arg is strict
        addErrTc (missingStrictFields data_con [])
     else
-       returnM ()
+       return ()
                        
-  | otherwise          -- A record
-  = checkM (null missing_s_fields)
-          (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))   `thenM_`
+  | otherwise = do             -- A record
+    unless (null missing_s_fields)
+          (addErrTc (missingStrictFields data_con missing_s_fields))
 
-    doptM Opt_WarnMissingFields                `thenM` \ warn ->
-    checkM (not (warn && notNull missing_ns_fields))
+    warn <- doptM Opt_WarnMissingFields
+    unless (not (warn && notNull missing_ns_fields))
           (warnTc True (missingFields data_con missing_ns_fields))
 
   where
     missing_s_fields
        = [ fl | (fl, str) <- field_info,
-                isMarkedStrict str,
+                isBanged str,
                 not (fl `elem` field_names_used)
          ]
     missing_ns_fields
        = [ fl | (fl, str) <- field_info,
-                not (isMarkedStrict str),
+                not (isBanged str),
                 not (fl `elem` field_names_used)
          ]
 
-    field_names_used = recBindFields rbinds
+    field_names_used = hsRecFields rbinds
     field_labels     = dataConFieldLabels data_con
 
     field_info = zipEqual "missingFields"
@@ -1113,38 +1335,43 @@ checkMissingFields data_con rbinds
 
 Boring and alphabetical:
 \begin{code}
-caseScrutCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In the scrutinee of a case expression:")) 4 (ppr expr)
+addExprErrCtxt :: LHsExpr Name -> TcM a -> TcM a
+addExprErrCtxt expr = addErrCtxt (exprCtxt expr)
 
+exprCtxt :: LHsExpr Name -> SDoc
 exprCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In the expression:")) 4 (ppr expr)
+  = hang (ptext (sLit "In the expression:")) 2 (ppr expr)
 
+fieldCtxt :: Name -> SDoc
 fieldCtxt field_name
-  = ptext SLIT("In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext SLIT("field of a record")
+  = ptext (sLit "In the") <+> quotes (ppr field_name) <+> ptext (sLit "field of a record")
 
+funAppCtxt :: LHsExpr Name -> LHsExpr Name -> Int -> SDoc
 funAppCtxt fun arg arg_no
-  = hang (hsep [ ptext SLIT("In the"), speakNth arg_no, ptext SLIT("argument of"), 
+  = hang (hsep [ ptext (sLit "In the"), speakNth arg_no, ptext (sLit "argument of"), 
                    quotes (ppr fun) <> text ", namely"])
-        4 (quotes (ppr arg))
+       2 (quotes (ppr arg))
 
-predCtxt expr
-  = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
+badFieldTypes :: [(Name,TcType)] -> SDoc
+badFieldTypes prs
+  = hang (ptext (sLit "Record update for insufficiently polymorphic field")
+                        <> plural prs <> colon)
+       2 (vcat [ ppr f <+> dcolon <+> ppr ty | (f,ty) <- prs ])
 
-nonVanillaUpd tycon
-  = vcat [ptext SLIT("Record update for the non-Haskell-98 data type") <+> quotes (ppr tycon)
-               <+> ptext SLIT("is not (yet) supported"),
-         ptext SLIT("Use pattern-matching instead")]
+badFieldsUpd :: HsRecFields Name a -> SDoc
 badFieldsUpd rbinds
-  = hang (ptext SLIT("No constructor has all these fields:"))
-        4 (pprQuotedList (recBindFields rbinds))
+  = hang (ptext (sLit "No constructor has all these fields:"))
+       2 (pprQuotedList (hsRecFields rbinds))
 
+naughtyRecordSel :: TcId -> SDoc
 naughtyRecordSel sel_id
-  = ptext SLIT("Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+> 
-    ptext SLIT("as a function due to escaped type variables") $$ 
-    ptext SLIT("Probably fix: use pattern-matching syntax instead")
+  = ptext (sLit "Cannot use record selector") <+> quotes (ppr sel_id) <+> 
+    ptext (sLit "as a function due to escaped type variables") $$ 
+    ptext (sLit "Probable fix: use pattern-matching syntax instead")
 
+notSelector :: Name -> SDoc
 notSelector field
-  = hsep [quotes (ppr field), ptext SLIT("is not a record selector")]
+  = hsep [quotes (ppr field), ptext (sLit "is not a record selector")]
 
 missingStrictFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
 missingStrictFields con fields
@@ -1154,20 +1381,19 @@ missingStrictFields con fields
                                -- with strict fields
         | otherwise   = colon <+> pprWithCommas ppr fields
 
-    header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+> 
-            ptext SLIT("does not have the required strict field(s)") 
+    header = ptext (sLit "Constructor") <+> quotes (ppr con) <+> 
+            ptext (sLit "does not have the required strict field(s)") 
          
 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
 missingFields con fields
-  = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:") 
+  = ptext (sLit "Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "not initialised:") 
        <+> pprWithCommas ppr fields
 
-callCtxt fun args
-  = ptext SLIT("In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
+-- callCtxt fun args = ptext (sLit "In the call") <+> parens (ppr (foldl mkHsApp fun args))
 
 #ifdef GHCI
 polySpliceErr :: Id -> SDoc
 polySpliceErr id
-  = ptext SLIT("Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
+  = ptext (sLit "Can't splice the polymorphic local variable") <+> quotes (ppr id)
 #endif
 \end{code}