fix haddock submodule pointer
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index a73b1d3..29890a2 100644 (file)
@@ -6,18 +6,19 @@
 TcMatches: Typecheck some @Matches@
 
 \begin{code}
+{-# OPTIONS_GHC -w #-}   -- debugging
 module TcMatches ( tcMatchesFun, tcGRHSsPat, tcMatchesCase, tcMatchLambda,
-                  TcMatchCtxt(..), 
-                  tcStmts, tcDoStmts, tcBody,
-                  tcDoStmt, tcMDoStmt, tcGuardStmt
+                  TcMatchCtxt(..), TcStmtChecker,
+                  tcStmts, tcStmtsAndThen, tcDoStmts, tcBody,
+                  tcDoStmt, tcGuardStmt
        ) where
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcInferRhoNC, tcCheckId,
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcInferRhoNC, tcInferRho, tcCheckId,
                                 tcMonoExpr, tcMonoExprNC, tcPolyExpr )
 
 import HsSyn
+import BasicTypes
 import TcRnMonad
-import Inst
 import TcEnv
 import TcPat
 import TcMType
@@ -26,17 +27,18 @@ import TcBinds
 import TcUnify
 import Name
 import TysWiredIn
-import PrelNames
 import Id
 import TyCon
 import TysPrim
-import Coercion                ( mkSymCoI )
+import Coercion         ( isReflCo, mkSymCo )
 import Outputable
-import BasicTypes      ( Arity )
 import Util
 import SrcLoc
 import FastString
 
+-- Create chunkified tuple tybes for monad comprehensions
+import MkCore
+
 import Control.Monad
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -75,7 +77,7 @@ tcMatchesFun fun_name inf matches exp_ty
        ; checkArgs fun_name matches
 
        ; (wrap_gen, (wrap_fun, group)) 
-            <- tcGen (SigSkol (FunSigCtxt fun_name)) exp_ty $ \ _ exp_rho ->
+            <- tcGen (FunSigCtxt fun_name) exp_ty $ \ _ exp_rho ->
                  -- Note [Polymorphic expected type for tcMatchesFun]
                matchFunTys herald arity exp_rho $ \ pat_tys rhs_ty -> 
               tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty matches 
@@ -106,15 +108,15 @@ tcMatchesCase ctxt scrut_ty matches res_ty
 
 tcMatchLambda :: MatchGroup Name -> TcRhoType -> TcM (HsWrapper, MatchGroup TcId)
 tcMatchLambda match res_ty 
-  = matchFunTys doc n_pats res_ty  $ \ pat_tys rhs_ty ->
+  = matchFunTys herald n_pats res_ty  $ \ pat_tys rhs_ty ->
     tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty match
   where
     n_pats = matchGroupArity match
-    doc = sep [ ptext (sLit "The lambda expression")
-                <+> quotes (pprSetDepth (PartWay 1) $ 
+    herald = sep [ ptext (sLit "The lambda expression")
+                        <+> quotes (pprSetDepth (PartWay 1) $ 
                              pprMatches (LambdaExpr :: HsMatchContext Name) match),
                        -- The pprSetDepth makes the abstraction print briefly
-               ptext (sLit "has") <+> speakNOf n_pats (ptext (sLit "argument"))]
+               ptext (sLit "has")]
     match_ctxt = MC { mc_what = LambdaExpr,
                      mc_body = tcBody }
 \end{code}
@@ -145,7 +147,7 @@ matchFunTys
 matchFunTys herald arity res_ty thing_inside
   = do { (coi, pat_tys, res_ty) <- matchExpectedFunTys herald arity res_ty
        ; res <- thing_inside pat_tys res_ty
-        ; return (coiToHsWrapper (mkSymCoI coi), res) }
+        ; return (coToHsWrapper (mkSymCo coi), res) }
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -223,7 +225,7 @@ tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds) res_ty
 tcGRHS :: TcMatchCtxt -> TcRhoType -> GRHS Name -> TcM (GRHS TcId)
 
 tcGRHS ctxt res_ty (GRHS guards rhs)
-  = do  { (guards', rhs') <- tcStmts stmt_ctxt tcGuardStmt guards res_ty $
+  = do  { (guards', rhs') <- tcStmtsAndThen stmt_ctxt tcGuardStmt guards res_ty $
                             mc_body ctxt rhs
        ; return (GRHS guards' rhs') }
   where
@@ -240,45 +242,33 @@ tcGRHS ctxt res_ty (GRHS guards rhs)
 \begin{code}
 tcDoStmts :: HsStmtContext Name 
          -> [LStmt Name]
-         -> LHsExpr Name
          -> TcRhoType
          -> TcM (HsExpr TcId)          -- Returns a HsDo
-tcDoStmts ListComp stmts body res_ty
+tcDoStmts ListComp stmts res_ty
   = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedListTy res_ty
-       ; (stmts', body') <- tcStmts ListComp (tcLcStmt listTyCon) stmts 
-                                    elt_ty $
-                            tcBody body
-       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
-                     (HsDo ListComp stmts' body' (mkListTy elt_ty)) }
+        ; let list_ty = mkListTy elt_ty
+       ; stmts' <- tcStmts ListComp (tcLcStmt listTyCon) stmts elt_ty
+       ; return $ mkHsWrapCo coi (HsDo ListComp stmts' list_ty) }
 
-tcDoStmts PArrComp stmts body res_ty
+tcDoStmts PArrComp stmts res_ty
   = do { (coi, elt_ty) <- matchExpectedPArrTy res_ty
-       ; (stmts', body') <- tcStmts PArrComp (tcLcStmt parrTyCon) stmts 
-                                    elt_ty $
-                            tcBody body
-       ; return $ mkHsWrapCoI coi 
-                     (HsDo PArrComp stmts' body' (mkPArrTy elt_ty)) }
-
-tcDoStmts DoExpr stmts body res_ty
-  = do { (stmts', body') <- tcStmts DoExpr tcDoStmt stmts res_ty $
-                            tcBody body
-       ; return (HsDo DoExpr stmts' body' res_ty) }
+        ; let parr_ty = mkPArrTy elt_ty
+       ; stmts' <- tcStmts PArrComp (tcLcStmt parrTyCon) stmts elt_ty
+       ; return $ mkHsWrapCo coi (HsDo PArrComp stmts' parr_ty) }
 
-tcDoStmts ctxt@(MDoExpr _) stmts body res_ty
-  = do { (coi, (m_ty, elt_ty)) <- matchExpectedAppTy res_ty
-       ; let res_ty' = mkAppTy m_ty elt_ty     -- The matchExpected consumes res_ty
-             tc_rhs rhs = tcInfer $ \ pat_ty ->
-                          tcMonoExpr rhs (mkAppTy m_ty pat_ty)
+tcDoStmts DoExpr stmts res_ty
+  = do { stmts' <- tcStmts DoExpr tcDoStmt stmts res_ty
+       ; return (HsDo DoExpr stmts' res_ty) }
 
-       ; (stmts', body') <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty' $
-                            tcBody body
+tcDoStmts MDoExpr stmts res_ty
+  = do  { stmts' <- tcStmts MDoExpr tcDoStmt stmts res_ty
+        ; return (HsDo MDoExpr stmts' res_ty) }
 
-       ; let names = [mfixName, bindMName, thenMName, returnMName, failMName]
-       ; insts <- mapM (\name -> newMethodFromName DoOrigin name m_ty) names
-       ; return $ mkHsWrapCoI coi $ 
-          HsDo (MDoExpr (names `zip` insts)) stmts' body' res_ty' }
+tcDoStmts MonadComp stmts res_ty
+  = do  { stmts' <- tcStmts MonadComp tcMcStmt stmts res_ty 
+        ; return (HsDo MonadComp stmts' res_ty) }
 
-tcDoStmts ctxt _ _ _ = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
+tcDoStmts ctxt _ _ = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
 
 tcBody :: LHsExpr Name -> TcRhoType -> TcM (LHsExpr TcId)
 tcBody body res_ty
@@ -307,40 +297,52 @@ tcStmts :: HsStmtContext Name
        -> TcStmtChecker        -- NB: higher-rank type
         -> [LStmt Name]
        -> TcRhoType
-       -> (TcRhoType -> TcM thing)
-        -> TcM ([LStmt TcId], thing)
+        -> TcM [LStmt TcId]
+tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty
+  = do { (stmts', _) <- tcStmtsAndThen ctxt stmt_chk stmts res_ty $
+                        const (return ())
+       ; return stmts' }
+
+tcStmtsAndThen :: HsStmtContext Name
+              -> TcStmtChecker -- NB: higher-rank type
+               -> [LStmt Name]
+              -> TcRhoType
+              -> (TcRhoType -> TcM thing)
+               -> TcM ([LStmt TcId], thing)
 
 -- Note the higher-rank type.  stmt_chk is applied at different
 -- types in the equations for tcStmts
 
-tcStmts _ _ [] res_ty thing_inside
+tcStmtsAndThen _ _ [] res_ty thing_inside
   = do { thing <- thing_inside res_ty
        ; return ([], thing) }
 
 -- LetStmts are handled uniformly, regardless of context
-tcStmts ctxt stmt_chk (L loc (LetStmt binds) : stmts) res_ty thing_inside
+tcStmtsAndThen ctxt stmt_chk (L loc (LetStmt binds) : stmts) res_ty thing_inside
   = do { (binds', (stmts',thing)) <- tcLocalBinds binds $
-                                     tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty thing_inside
+                                     tcStmtsAndThen ctxt stmt_chk stmts res_ty thing_inside
        ; return (L loc (LetStmt binds') : stmts', thing) }
 
 -- For the vanilla case, handle the location-setting part
-tcStmts ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) res_ty thing_inside
+tcStmtsAndThen ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) res_ty thing_inside
   = do         { (stmt', (stmts', thing)) <- 
-               setSrcSpan loc                          $
-               addErrCtxt (pprStmtInCtxt ctxt stmt)    $
-               stmt_chk ctxt stmt res_ty               $ \ res_ty' ->
-               popErrCtxt                              $
-               tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty'     $
+               setSrcSpan loc                              $
+               addErrCtxt (pprStmtInCtxt ctxt stmt)        $
+               stmt_chk ctxt stmt res_ty                   $ \ res_ty' ->
+               popErrCtxt                                  $
+               tcStmtsAndThen ctxt stmt_chk stmts res_ty'  $
                thing_inside
        ; return (L loc stmt' : stmts', thing) }
 
---------------------------------
---     Pattern guards
+---------------------------------------------------
+--             Pattern guards
+---------------------------------------------------
+
 tcGuardStmt :: TcStmtChecker
-tcGuardStmt _ (ExprStmt guard _ _) res_ty thing_inside
+tcGuardStmt _ (ExprStmt guard _ _ _) res_ty thing_inside
   = do { guard' <- tcMonoExpr guard boolTy
        ; thing  <- thing_inside res_ty
-       ; return (ExprStmt guard' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+       ; return (ExprStmt guard' noSyntaxExpr noSyntaxExpr boolTy, thing) }
 
 tcGuardStmt ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
   = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRhoNC rhs    -- Stmt has a context already
@@ -352,25 +354,292 @@ tcGuardStmt _ stmt _ _
   = pprPanic "tcGuardStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
 
 
---------------------------------
---     List comprehensions and PArrays
+---------------------------------------------------
+--          List comprehensions and PArrays
+--              (no rebindable syntax)
+---------------------------------------------------
+
+-- Dealt with separately, rather than by tcMcStmt, because
+--   a) PArr isn't (yet) an instance of Monad, so the generality seems overkill
+--   b) We have special desugaring rules for list comprehensions,
+--      which avoid creating intermediate lists.  They in turn 
+--      assume that the bind/return operations are the regular
+--      polymorphic ones, and in particular don't have any
+--      coercion matching stuff in them.  It's hard to avoid the
+--      potential for non-trivial coercions in tcMcStmt
 
 tcLcStmt :: TyCon      -- The list/Parray type constructor ([] or PArray)
         -> TcStmtChecker
 
+tcLcStmt _ _ (LastStmt body _) elt_ty thing_inside
+  = do { body' <- tcMonoExprNC body elt_ty
+       ; thing <- thing_inside (panic "tcLcStmt: thing_inside")
+       ; return (LastStmt body' noSyntaxExpr, thing) }
+
 -- A generator, pat <- rhs
-tcLcStmt m_tc ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
+tcLcStmt m_tc ctxt (BindStmt pat rhs _ _) elt_ty thing_inside
  = do  { pat_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
         ; rhs'   <- tcMonoExpr rhs (mkTyConApp m_tc [pat_ty])
        ; (pat', thing)  <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat pat_ty $
-                            thing_inside res_ty
+                            thing_inside elt_ty
        ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
 
 -- A boolean guard
-tcLcStmt _ _ (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
+tcLcStmt _ _ (ExprStmt rhs _ _ _) elt_ty thing_inside
   = do { rhs'  <- tcMonoExpr rhs boolTy
-       ; thing <- thing_inside res_ty
-       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+       ; thing <- thing_inside elt_ty
+       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+
+-- ParStmt: See notes with tcMcStmt
+tcLcStmt m_tc ctxt (ParStmt bndr_stmts_s _ _ _) elt_ty thing_inside
+  = do { (pairs', thing) <- loop bndr_stmts_s
+       ; return (ParStmt pairs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+  where
+    -- loop :: [([LStmt Name], [Name])] -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
+    loop [] = do { thing <- thing_inside elt_ty
+                ; return ([], thing) }         -- matching in the branches
+
+    loop ((stmts, names) : pairs)
+      = do { (stmts', (ids, pairs', thing))
+               <- tcStmtsAndThen ctxt (tcLcStmt m_tc) stmts elt_ty $ \ _elt_ty' ->
+                  do { ids <- tcLookupLocalIds names
+                     ; (pairs', thing) <- loop pairs
+                     ; return (ids, pairs', thing) }
+          ; return ( (stmts', ids) : pairs', thing ) }
+
+tcLcStmt m_tc ctxt (TransStmt { trS_form = form, trS_stmts = stmts
+                              , trS_bndrs =  bindersMap
+                              , trS_by = by, trS_using = using }) elt_ty thing_inside
+  = do { let (bndr_names, n_bndr_names) = unzip bindersMap
+             unused_ty = pprPanic "tcLcStmt: inner ty" (ppr bindersMap)
+                    -- The inner 'stmts' lack a LastStmt, so the element type
+            --  passed in to tcStmtsAndThen is never looked at
+       ; (stmts', (bndr_ids, by'))
+            <- tcStmtsAndThen (TransStmtCtxt ctxt) (tcLcStmt m_tc) stmts unused_ty $ \_ -> do
+              { by' <- case by of
+                           Nothing -> return Nothing
+                           Just e  -> do { e_ty <- tcInferRho e; return (Just e_ty) }
+               ; bndr_ids <- tcLookupLocalIds bndr_names
+               ; return (bndr_ids, by') }
+
+       ; let m_app ty = mkTyConApp m_tc [ty]
+
+       --------------- Typecheck the 'using' function -------------
+       -- using :: ((a,b,c)->t) -> m (a,b,c) -> m (a,b,c)m      (ThenForm)
+       --       :: ((a,b,c)->t) -> m (a,b,c) -> m (m (a,b,c)))  (GroupForm)
+
+         -- n_app :: Type -> Type   -- Wraps a 'ty' into '[ty]' for GroupForm
+       ; let n_app = case form of
+                       ThenForm -> (\ty -> ty)
+                      _        -> m_app
+
+             by_arrow :: Type -> Type     -- Wraps 'ty' to '(a->t) -> ty' if the By is present
+             by_arrow = case by' of
+                          Nothing       -> \ty -> ty
+                          Just (_,e_ty) -> \ty -> (alphaTy `mkFunTy` e_ty) `mkFunTy` ty
+
+             tup_ty        = mkBigCoreVarTupTy bndr_ids
+             poly_arg_ty   = m_app alphaTy
+            poly_res_ty   = m_app (n_app alphaTy)
+            using_poly_ty = mkForAllTy alphaTyVar $ by_arrow $ 
+                             poly_arg_ty `mkFunTy` poly_res_ty
+
+       ; using' <- tcPolyExpr using using_poly_ty
+       ; let final_using = fmap (HsWrap (WpTyApp tup_ty)) using' 
+
+            -- 'stmts' returns a result of type (m1_ty tuple_ty),
+            -- typically something like [(Int,Bool,Int)]
+            -- We don't know what tuple_ty is yet, so we use a variable
+       ; let mk_n_bndr :: Name -> TcId -> TcId
+             mk_n_bndr n_bndr_name bndr_id = mkLocalId n_bndr_name (n_app (idType bndr_id))
+
+             -- Ensure that every old binder of type `b` is linked up with its
+             -- new binder which should have type `n b`
+            -- See Note [GroupStmt binder map] in HsExpr
+             n_bndr_ids  = zipWith mk_n_bndr n_bndr_names bndr_ids
+             bindersMap' = bndr_ids `zip` n_bndr_ids
+
+       -- Type check the thing in the environment with 
+       -- these new binders and return the result
+       ; thing <- tcExtendIdEnv n_bndr_ids (thing_inside elt_ty)
+
+       ; return (emptyTransStmt { trS_stmts = stmts', trS_bndrs = bindersMap' 
+                                , trS_by = fmap fst by', trS_using = final_using 
+                                , trS_form = form }, thing) }
+    
+tcLcStmt _ _ stmt _ _
+  = pprPanic "tcLcStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+
+---------------------------------------------------
+--          Monad comprehensions 
+--       (supports rebindable syntax)
+---------------------------------------------------
+
+tcMcStmt :: TcStmtChecker
+
+tcMcStmt _ (LastStmt body return_op) res_ty thing_inside
+  = do  { a_ty       <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; return_op' <- tcSyntaxOp MCompOrigin return_op
+                                   (a_ty `mkFunTy` res_ty)
+        ; body'      <- tcMonoExprNC body a_ty
+        ; thing      <- thing_inside (panic "tcMcStmt: thing_inside")
+        ; return (LastStmt body' return_op', thing) } 
+
+-- Generators for monad comprehensions ( pat <- rhs )
+--
+--   [ body | q <- gen ]  ->  gen :: m a
+--                            q   ::   a
+--
+
+tcMcStmt ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
+ = do   { rhs_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; pat_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+
+          -- (>>=) :: rhs_ty -> (pat_ty -> new_res_ty) -> res_ty
+        ; bind_op'   <- tcSyntaxOp MCompOrigin bind_op 
+                             (mkFunTys [rhs_ty, mkFunTy pat_ty new_res_ty] res_ty)
+
+           -- If (but only if) the pattern can fail, typecheck the 'fail' operator
+        ; fail_op' <- if isIrrefutableHsPat pat 
+                      then return noSyntaxExpr
+                      else tcSyntaxOp MCompOrigin fail_op (mkFunTy stringTy new_res_ty)
+
+        ; rhs' <- tcMonoExprNC rhs rhs_ty
+        ; (pat', thing) <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat pat_ty $
+                           thing_inside new_res_ty
+
+        ; return (BindStmt pat' rhs' bind_op' fail_op', thing) }
+
+-- Boolean expressions.
+--
+--   [ body | stmts, expr ]  ->  expr :: m Bool
+--
+tcMcStmt _ (ExprStmt rhs then_op guard_op _) res_ty thing_inside
+  = do { -- Deal with rebindable syntax:
+          --    guard_op :: test_ty -> rhs_ty
+          --    then_op  :: rhs_ty -> new_res_ty -> res_ty
+          -- Where test_ty is, for example, Bool
+          test_ty    <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; rhs_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; rhs'       <- tcMonoExpr rhs test_ty
+        ; guard_op'  <- tcSyntaxOp MCompOrigin guard_op
+                                   (mkFunTy test_ty rhs_ty)
+        ; then_op'   <- tcSyntaxOp MCompOrigin then_op
+                                  (mkFunTys [rhs_ty, new_res_ty] res_ty)
+       ; thing      <- thing_inside new_res_ty
+       ; return (ExprStmt rhs' then_op' guard_op' rhs_ty, thing) }
+
+-- Grouping statements
+--
+--   [ body | stmts, then group by e ]
+--     ->  e :: t
+--   [ body | stmts, then group by e using f ]
+--     ->  e :: t
+--         f :: forall a. (a -> t) -> m a -> m (m a)
+--   [ body | stmts, then group using f ]
+--     ->  f :: forall a. m a -> m (m a)
+
+-- We type [ body | (stmts, group by e using f), ... ]
+--     f <optional by> [ (a,b,c) | stmts ] >>= \(a,b,c) -> ...body....
+--
+-- We type the functions as follows:
+--     f <optional by> :: m1 (a,b,c) -> m2 (a,b,c)             (ThenForm)
+--                            :: m1 (a,b,c) -> m2 (n (a,b,c))          (GroupForm)
+--     (>>=) :: m2 (a,b,c)     -> ((a,b,c)   -> res) -> res    (ThenForm)
+--           :: m2 (n (a,b,c)) -> (n (a,b,c) -> res) -> res    (GroupForm)
+-- 
+tcMcStmt ctxt (TransStmt { trS_stmts = stmts, trS_bndrs = bindersMap
+                         , trS_by = by, trS_using = using, trS_form = form
+                         , trS_ret = return_op, trS_bind = bind_op 
+                         , trS_fmap = fmap_op }) res_ty thing_inside
+  = do { let star_star_kind = liftedTypeKind `mkArrowKind` liftedTypeKind
+       ; m1_ty   <- newFlexiTyVarTy star_star_kind
+       ; m2_ty   <- newFlexiTyVarTy star_star_kind
+       ; tup_ty  <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; by_e_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind  -- The type of the 'by' expression (if any)
+
+         -- n_app :: Type -> Type   -- Wraps a 'ty' into '(n ty)' for GroupForm
+       ; n_app <- case form of
+                    ThenForm -> return (\ty -> ty)
+                   _        -> do { n_ty <- newFlexiTyVarTy star_star_kind
+                                  ; return (n_ty `mkAppTy`) }
+       ; let by_arrow :: Type -> Type     
+             -- (by_arrow res) produces ((alpha->e_ty) -> res)     ('by' present)
+             --                          or res                    ('by' absent) 
+             by_arrow = case by of
+                          Nothing -> \res -> res
+                          Just {} -> \res -> (alphaTy `mkFunTy` by_e_ty) `mkFunTy` res
+
+             poly_arg_ty  = m1_ty `mkAppTy` alphaTy
+             using_arg_ty = m1_ty `mkAppTy` tup_ty
+            poly_res_ty  = m2_ty `mkAppTy` n_app alphaTy
+            using_res_ty = m2_ty `mkAppTy` n_app tup_ty
+            using_poly_ty = mkForAllTy alphaTyVar $ by_arrow $ 
+                             poly_arg_ty `mkFunTy` poly_res_ty
+
+            -- 'stmts' returns a result of type (m1_ty tuple_ty),
+            -- typically something like [(Int,Bool,Int)]
+            -- We don't know what tuple_ty is yet, so we use a variable
+       ; let (bndr_names, n_bndr_names) = unzip bindersMap
+       ; (stmts', (bndr_ids, by', return_op')) <-
+            tcStmtsAndThen (TransStmtCtxt ctxt) tcMcStmt stmts using_arg_ty $ \res_ty' -> do
+               { by' <- case by of
+                           Nothing -> return Nothing
+                           Just e  -> do { e' <- tcMonoExpr e by_e_ty; return (Just e') }
+
+                -- Find the Ids (and hence types) of all old binders
+                ; bndr_ids <- tcLookupLocalIds bndr_names
+
+                -- 'return' is only used for the binders, so we know its type.
+                --   return :: (a,b,c,..) -> m (a,b,c,..)
+                ; return_op' <- tcSyntaxOp MCompOrigin return_op $ 
+                                (mkBigCoreVarTupTy bndr_ids) `mkFunTy` res_ty'
+
+                ; return (bndr_ids, by', return_op') }
+
+       --------------- Typecheck the 'bind' function -------------
+       -- (>>=) :: m2 (n (a,b,c)) -> ( n (a,b,c) -> new_res_ty ) -> res_ty
+       ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; bind_op' <- tcSyntaxOp MCompOrigin bind_op $
+                                using_res_ty `mkFunTy` (n_app tup_ty `mkFunTy` new_res_ty)
+                                             `mkFunTy` res_ty
+
+       --------------- Typecheck the 'fmap' function -------------
+       ; fmap_op' <- case form of
+                       ThenForm -> return noSyntaxExpr
+                       _ -> fmap unLoc . tcPolyExpr (noLoc fmap_op) $
+                            mkForAllTy alphaTyVar $ mkForAllTy betaTyVar $
+                            (alphaTy `mkFunTy` betaTy)
+                            `mkFunTy` (n_app alphaTy)
+                            `mkFunTy` (n_app betaTy)
+
+       --------------- Typecheck the 'using' function -------------
+       -- using :: ((a,b,c)->t) -> m1 (a,b,c) -> m2 (n (a,b,c))
+
+       ; using' <- tcPolyExpr using using_poly_ty
+       ; let final_using = fmap (HsWrap (WpTyApp tup_ty)) using' 
+
+       --------------- Bulding the bindersMap ----------------
+       ; let mk_n_bndr :: Name -> TcId -> TcId
+             mk_n_bndr n_bndr_name bndr_id = mkLocalId n_bndr_name (n_app (idType bndr_id))
+
+             -- Ensure that every old binder of type `b` is linked up with its
+             -- new binder which should have type `n b`
+            -- See Note [GroupStmt binder map] in HsExpr
+             n_bndr_ids = zipWith mk_n_bndr n_bndr_names bndr_ids
+             bindersMap' = bndr_ids `zip` n_bndr_ids
+
+       -- Type check the thing in the environment with 
+       -- these new binders and return the result
+       ; thing <- tcExtendIdEnv n_bndr_ids (thing_inside new_res_ty)
+
+       ; return (TransStmt { trS_stmts = stmts', trS_bndrs = bindersMap' 
+                           , trS_by = by', trS_using = final_using 
+                           , trS_ret = return_op', trS_bind = bind_op'
+                           , trS_fmap = fmap_op', trS_form = form }, thing) }
 
 -- A parallel set of comprehensions
 --     [ (g x, h x) | ... ; let g v = ...
@@ -392,106 +661,95 @@ tcLcStmt _ _ (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
 -- ensure that g,h and x,y don't duplicate, and simply grow the environment.
 -- So the binders of the first parallel group will be in scope in the second
 -- group.  But that's fine; there's no shadowing to worry about.
-
-tcLcStmt m_tc ctxt (ParStmt bndr_stmts_s) elt_ty thing_inside
-  = do { (pairs', thing) <- loop bndr_stmts_s
-       ; return (ParStmt pairs', thing) }
-  where
-    -- loop :: [([LStmt Name], [Name])] -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
-    loop [] = do { thing <- thing_inside elt_ty
-                ; return ([], thing) }         -- matching in the branches
-
-    loop ((stmts, names) : pairs)
-      = do { (stmts', (ids, pairs', thing))
-               <- tcStmts ctxt (tcLcStmt m_tc) stmts elt_ty $ \ _elt_ty' ->
-                  do { ids <- tcLookupLocalIds names
-                     ; (pairs', thing) <- loop pairs
-                     ; return (ids, pairs', thing) }
-          ; return ( (stmts', ids) : pairs', thing ) }
-
-tcLcStmt m_tc ctxt (TransformStmt stmts binders usingExpr maybeByExpr) elt_ty thing_inside = do
-    (stmts', (binders', usingExpr', maybeByExpr', thing)) <- 
-        tcStmts (TransformStmtCtxt ctxt) (tcLcStmt m_tc) stmts elt_ty $ \elt_ty' -> do
-            let alphaListTy = mkTyConApp m_tc [alphaTy]
-                    
-            (usingExpr', maybeByExpr') <- 
-                case maybeByExpr of
-                    Nothing -> do
-                        -- We must validate that usingExpr :: forall a. [a] -> [a]
-                        let using_ty = mkForAllTy alphaTyVar (alphaListTy `mkFunTy` alphaListTy)
-                        usingExpr' <- tcPolyExpr usingExpr using_ty
-                        return (usingExpr', Nothing)
-                    Just byExpr -> do
-                        -- We must infer a type such that e :: t and then check that 
-                       -- usingExpr :: forall a. (a -> t) -> [a] -> [a]
-                        (byExpr', tTy) <- tcInferRhoNC byExpr
-                        let using_ty = mkForAllTy alphaTyVar $ 
-                                       (alphaTy `mkFunTy` tTy)
-                                       `mkFunTy` alphaListTy `mkFunTy` alphaListTy
-                        usingExpr' <- tcPolyExpr usingExpr using_ty
-                        return (usingExpr', Just byExpr')
-            
-            binders' <- tcLookupLocalIds binders
-            thing <- thing_inside elt_ty'
-            
-            return (binders', usingExpr', maybeByExpr', thing)
-
-    return (TransformStmt stmts' binders' usingExpr' maybeByExpr', thing)
-
-tcLcStmt m_tc ctxt (GroupStmt stmts bindersMap by using) elt_ty thing_inside
-  = do { let (bndr_names, list_bndr_names) = unzip bindersMap
-
-       ; (stmts', (bndr_ids, by', using_ty, elt_ty')) <-
-            tcStmts (TransformStmtCtxt ctxt) (tcLcStmt m_tc) stmts elt_ty $ \elt_ty' -> do
-               (by', using_ty) <- 
-                   case by of
-                     Nothing   -> -- check that using :: forall a. [a] -> [[a]]
-                                  return (Nothing, mkForAllTy alphaTyVar $
-                                                   alphaListTy `mkFunTy` alphaListListTy)
-                                       
-                    Just by_e -> -- check that using :: forall a. (a -> t) -> [a] -> [[a]]
-                                 -- where by :: t
-                                  do { (by_e', t_ty) <- tcInferRhoNC by_e
-                                     ; return (Just by_e', mkForAllTy alphaTyVar $
-                                                           (alphaTy `mkFunTy` t_ty) 
-                                                           `mkFunTy` alphaListTy 
-                                                           `mkFunTy` alphaListListTy) }
-                -- Find the Ids (and hence types) of all old binders
-                bndr_ids <- tcLookupLocalIds bndr_names
-                
-                return (bndr_ids, by', using_ty, elt_ty')
-        
-                -- Ensure that every old binder of type b is linked up with
-               -- its new binder which should have type [b]
-       ; let list_bndr_ids = zipWith mk_list_bndr list_bndr_names bndr_ids
-             bindersMap' = bndr_ids `zip` list_bndr_ids
-            -- See Note [GroupStmt binder map] in HsExpr
-            
-       ; using' <- case using of
-                     Left  e -> do { e' <- tcPolyExpr e         using_ty; return (Left  e') }
-                     Right e -> do { e' <- tcPolyExpr (noLoc e) using_ty; return (Right (unLoc e')) }
-
-             -- Type check the thing in the environment with 
-            -- these new binders and return the result
-       ; thing <- tcExtendIdEnv list_bndr_ids (thing_inside elt_ty')
-       ; return (GroupStmt stmts' bindersMap' by' using', thing) }
-  where
-    alphaListTy = mkTyConApp m_tc [alphaTy]
-    alphaListListTy = mkTyConApp m_tc [alphaListTy]
-            
-    mk_list_bndr :: Name -> TcId -> TcId
-    mk_list_bndr list_bndr_name bndr_id 
-      = mkLocalId list_bndr_name (mkTyConApp m_tc [idType bndr_id])
-    
-tcLcStmt _ _ stmt _ _
-  = pprPanic "tcLcStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
-        
---------------------------------
---     Do-notation
--- The main excitement here is dealing with rebindable syntax
+--
+-- Note: The `mzip` function will get typechecked via:
+--
+--   ParStmt [st1::t1, st2::t2, st3::t3]
+--   
+--   mzip :: m st1
+--        -> (m st2 -> m st3 -> m (st2, st3))   -- recursive call
+--        -> m (st1, (st2, st3))
+--
+tcMcStmt ctxt (ParStmt bndr_stmts_s mzip_op bind_op return_op) res_ty thing_inside
+  = do { let star_star_kind = liftedTypeKind `mkArrowKind` liftedTypeKind
+       ; m_ty   <- newFlexiTyVarTy star_star_kind
+
+       ; let mzip_ty  = mkForAllTys [alphaTyVar, betaTyVar] $
+                        (m_ty `mkAppTy` alphaTy)
+                        `mkFunTy`
+                        (m_ty `mkAppTy` betaTy)
+                        `mkFunTy`
+                        (m_ty `mkAppTy` mkBoxedTupleTy [alphaTy, betaTy])
+       ; mzip_op' <- unLoc `fmap` tcPolyExpr (noLoc mzip_op) mzip_ty
+
+       ; return_op' <- fmap unLoc . tcPolyExpr (noLoc return_op) $
+                       mkForAllTy alphaTyVar $
+                       alphaTy `mkFunTy` (m_ty `mkAppTy` alphaTy)
+
+       ; (pairs', thing) <- loop m_ty bndr_stmts_s
+
+       -- Typecheck bind:
+       ; let tys      = map (mkBigCoreVarTupTy . snd) pairs'
+             tuple_ty = mk_tuple_ty tys
+
+       ; bind_op' <- tcSyntaxOp MCompOrigin bind_op $
+                        (m_ty `mkAppTy` tuple_ty)
+                        `mkFunTy` (tuple_ty `mkFunTy` res_ty)
+                        `mkFunTy` res_ty
+
+       ; return (ParStmt pairs' mzip_op' bind_op' return_op', thing) }
+
+  where 
+    mk_tuple_ty tys = foldr1 (\tn tm -> mkBoxedTupleTy [tn, tm]) tys
+
+       -- loop :: Type                                  -- m_ty
+       --      -> [([LStmt Name], [Name])]
+       --      -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
+    loop _ [] = do { thing <- thing_inside res_ty
+                   ; return ([], thing) }           -- matching in the branches
+
+    loop m_ty ((stmts, names) : pairs)
+      = do { -- type dummy since we don't know all binder types yet
+             ty_dummy <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+           ; (stmts', (ids, pairs', thing))
+                <- tcStmtsAndThen ctxt tcMcStmt stmts ty_dummy $ \res_ty' ->
+                   do { ids <- tcLookupLocalIds names
+                     ; let m_tup_ty = m_ty `mkAppTy` mkBigCoreVarTupTy ids
+
+                     ; check_same m_tup_ty res_ty'
+                     ; check_same m_tup_ty ty_dummy
+                                                        
+                      ; (pairs', thing) <- loop m_ty pairs
+                      ; return (ids, pairs', thing) }
+           ; return ( (stmts', ids) : pairs', thing ) }
+
+       -- Check that the types match up.
+       -- This is a grevious hack.  They always *will* match 
+       -- If (>>=) and (>>) are polymorpic in the return type,
+       -- but we don't have any good way to incorporate the coercion
+       -- so for now we just check that it's the identity
+    check_same actual expected
+      = do { coi <- unifyType actual expected
+          ; unless (isReflCo coi) $
+             failWithMisMatch [UnifyOrigin { uo_expected = expected
+                                           , uo_actual = actual }] }
+
+tcMcStmt _ stmt _ _
+  = pprPanic "tcMcStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+
+---------------------------------------------------
+--          Do-notation
+--       (supports rebindable syntax)
+---------------------------------------------------
 
 tcDoStmt :: TcStmtChecker
 
+tcDoStmt _ (LastStmt body _) res_ty thing_inside
+  = do { body' <- tcMonoExprNC body res_ty
+       ; thing <- thing_inside (panic "tcDoStmt: thing_inside")
+       ; return (LastStmt body' noSyntaxExpr, thing) }
+
 tcDoStmt ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
   = do {       -- Deal with rebindable syntax:
                --       (>>=) :: rhs_ty -> (pat_ty -> new_res_ty) -> res_ty
@@ -521,7 +779,7 @@ tcDoStmt ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
        ; return (BindStmt pat' rhs' bind_op' fail_op', thing) }
 
 
-tcDoStmt _ (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
+tcDoStmt _ (ExprStmt rhs then_op _ _) res_ty thing_inside
   = do {       -- Deal with rebindable syntax; 
                 --   (>>) :: rhs_ty -> new_res_ty -> res_ty
                -- See also Note [Treat rebindable syntax first]
@@ -532,7 +790,7 @@ tcDoStmt _ (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
 
         ; rhs' <- tcMonoExprNC rhs rhs_ty
        ; thing <- thing_inside new_res_ty
-       ; return (ExprStmt rhs' then_op' rhs_ty, thing) }
+       ; return (ExprStmt rhs' then_op' noSyntaxExpr rhs_ty, thing) }
 
 tcDoStmt ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
                        , recS_rec_ids = rec_names, recS_ret_fn = ret_op
@@ -546,7 +804,7 @@ tcDoStmt ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
         ; tcExtendIdEnv tup_ids $ do
         { stmts_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
         ; (stmts', (ret_op', tup_rets))
-                <- tcStmts ctxt tcDoStmt stmts stmts_ty   $ \ inner_res_ty ->
+                <- tcStmtsAndThen ctxt tcDoStmt stmts stmts_ty   $ \ inner_res_ty ->
                    do { tup_rets <- zipWithM tcCheckId tup_names tup_elt_tys
                              -- Unify the types of the "final" Ids (which may 
                              -- be polymorphic) with those of "knot-tied" Ids
@@ -562,7 +820,6 @@ tcDoStmt ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
                                 (mkFunTys [mfix_res_ty, mkFunTy tup_ty new_res_ty] res_ty)
 
         ; thing <- thing_inside new_res_ty
---         ; lie_binds <- bindLocalMethods lie tup_ids
   
         ; let rec_ids = takeList rec_names tup_ids
        ; later_ids <- tcLookupLocalIds later_names
@@ -571,7 +828,7 @@ tcDoStmt ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
         ; return (RecStmt { recS_stmts = stmts', recS_later_ids = later_ids
                           , recS_rec_ids = rec_ids, recS_ret_fn = ret_op' 
                           , recS_mfix_fn = mfix_op', recS_bind_fn = bind_op'
-                          , recS_rec_rets = tup_rets, recS_dicts = emptyTcEvBinds }, thing)
+                          , recS_rec_rets = tup_rets, recS_ret_ty = stmts_ty }, thing)
         }}
 
 tcDoStmt _ stmt _ _
@@ -588,54 +845,6 @@ rebindable syntax first, and push that information into (tcMonoExprNC rhs).
 Otherwise the error shows up when cheking the rebindable syntax, and
 the expected/inferred stuff is back to front (see Trac #3613).
 
-\begin{code}
---------------------------------
---     Mdo-notation
--- The distinctive features here are
---     (a) RecStmts, and
---     (b) no rebindable syntax
-
-tcMDoStmt :: (LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcType))      -- RHS inference
-         -> TcStmtChecker
-tcMDoStmt tc_rhs ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
-  = do { (rhs', pat_ty) <- tc_rhs rhs
-       ; (pat', thing)  <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat pat_ty $
-                            thing_inside res_ty
-       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
-
-tcMDoStmt tc_rhs _ (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
-  = do { (rhs', elt_ty) <- tc_rhs rhs
-       ; thing          <- thing_inside res_ty
-       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr elt_ty, thing) }
-
-tcMDoStmt tc_rhs ctxt (RecStmt stmts laterNames recNames _ _ _ _ _) res_ty thing_inside
-  = do { rec_tys <- newFlexiTyVarTys (length recNames) liftedTypeKind
-       ; let rec_ids = zipWith mkLocalId recNames rec_tys
-       ; tcExtendIdEnv rec_ids                 $ do
-       { (stmts', (later_ids, rec_rets))
-               <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty $ \ _res_ty' ->
-                       -- ToDo: res_ty not really right
-                  do { rec_rets <- zipWithM tcCheckId recNames rec_tys
-                     ; later_ids <- tcLookupLocalIds laterNames
-                     ; return (later_ids, rec_rets) }
-
-       ; thing <- tcExtendIdEnv later_ids (thing_inside res_ty)
-               -- NB:  The rec_ids for the recursive things 
-               --      already scope over this part. This binding may shadow
-               --      some of them with polymorphic things with the same Name
-               --      (see note [RecStmt] in HsExpr)
-
--- Need the bindLocalMethods if we re-add Method constraints
---     ; lie_binds <- bindLocalMethods lie later_ids
-       ; let lie_binds = emptyTcEvBinds
-  
-       ; return (RecStmt stmts' later_ids rec_ids noSyntaxExpr noSyntaxExpr noSyntaxExpr rec_rets lie_binds, thing)
-       }}
-
-tcMDoStmt _ _ stmt _ _
-  = pprPanic "tcMDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
-\end{code}
-
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *