Tidy-up sweep, following the Great Skolemisation Simplification
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index 07a1094..a73b1d3 100644 (file)
@@ -1,50 +1,45 @@
 %
+% (c) The University of Glasgow 2006
 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
-\section[TcMatches]{Typecheck some @Matches@}
+
+TcMatches: Typecheck some @Matches@
 
 \begin{code}
 module TcMatches ( tcMatchesFun, tcGRHSsPat, tcMatchesCase, tcMatchLambda,
-                  matchCtxt, TcMatchCtxt(..), 
-                  tcStmts, tcDoStmts, 
+                  TcMatchCtxt(..), 
+                  tcStmts, tcDoStmts, tcBody,
                   tcDoStmt, tcMDoStmt, tcGuardStmt
        ) where
 
-#include "HsVersions.h"
-
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcInferRho, tcMonoExpr, tcPolyExpr )
-
-import HsSyn           ( HsExpr(..), LHsExpr, MatchGroup(..),
-                         Match(..), LMatch, GRHSs(..), GRHS(..), 
-                         Stmt(..), LStmt, HsMatchContext(..), HsStmtContext(..),
-                         pprMatch, isIrrefutableHsPat, mkHsCoerce,
-                         pprMatchContext, pprStmtContext, 
-                         noSyntaxExpr, matchGroupArity, pprMatches,
-                         ExprCoFn )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcInferRhoNC, tcCheckId,
+                                tcMonoExpr, tcMonoExprNC, tcPolyExpr )
 
+import HsSyn
 import TcRnMonad
-import TcHsType                ( tcPatSig, UserTypeCtxt(..) )
-import Inst            ( newMethodFromName )
-import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcLookupId, tcExtendIdEnv, 
-                         tcExtendTyVarEnv2 )
-import TcPat           ( PatCtxt(..), tcPats, tcPat )
-import TcMType         ( newFlexiTyVarTy, newFlexiTyVarTys ) 
-import TcType          ( TcType, TcRhoType, 
-                         BoxySigmaType, BoxyRhoType, 
-                         mkFunTys, mkFunTy, mkAppTy, mkTyConApp,
-                         liftedTypeKind )
-import TcBinds         ( tcLocalBinds )
-import TcUnify         ( boxySplitAppTy, boxySplitTyConApp, boxySplitListTy,
-                         subFunTys, tcSubExp, withBox )
-import TcSimplify      ( bindInstsOfLocalFuns )
-import Name            ( Name )
-import TysWiredIn      ( stringTy, boolTy, parrTyCon, listTyCon, mkListTy, mkPArrTy )
-import PrelNames       ( bindMName, returnMName, mfixName, thenMName, failMName )
-import Id              ( idType, mkLocalId )
-import TyCon           ( TyCon )
+import Inst
+import TcEnv
+import TcPat
+import TcMType
+import TcType
+import TcBinds
+import TcUnify
+import Name
+import TysWiredIn
+import PrelNames
+import Id
+import TyCon
+import TysPrim
+import Coercion                ( mkSymCoI )
 import Outputable
-import SrcLoc          ( Located(..), getLoc )
-import ErrUtils                ( Message )
+import BasicTypes      ( Arity )
+import Util
+import SrcLoc
+import FastString
+
+import Control.Monad
+
+#include "HsVersions.h"
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -58,36 +53,38 @@ import ErrUtils             ( Message )
 is used in error messages.  It checks that all the equations have the
 same number of arguments before using @tcMatches@ to do the work.
 
+Note [Polymorphic expected type for tcMatchesFun]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+tcMatchesFun may be given a *sigma* (polymorphic) type
+so it must be prepared to use tcGen to skolemise it.
+See Note [sig_tau may be polymorphic] in TcPat.
+
 \begin{code}
-tcMatchesFun :: Name
+tcMatchesFun :: Name -> Bool
             -> MatchGroup Name
-            -> BoxyRhoType             -- Expected type of function
-            -> TcM (ExprCoFn, MatchGroup TcId) -- Returns type of body
-
-tcMatchesFun fun_name matches exp_ty
+            -> TcSigmaType                        -- Expected type of function
+            -> TcM (HsWrapper, MatchGroup TcId)   -- Returns type of body
+tcMatchesFun fun_name inf matches exp_ty
   = do {  -- Check that they all have the same no of arguments
           -- Location is in the monad, set the caller so that 
           -- any inter-equation error messages get some vaguely
           -- sensible location.        Note: we have to do this odd
           -- ann-grabbing, because we don't always have annotations in
           -- hand when we call tcMatchesFun...
-         checkArgs fun_name matches
-
-       -- ToDo: Don't use "expected" stuff if there ain't a type signature
-       -- because inconsistency between branches
-       -- may show up as something wrong with the (non-existent) type signature
-
-               -- This is one of two places places we call subFunTys
-               -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
-               -- to make pat_tys and rhs_ty as "holes" too.
-       ; subFunTys doc n_pats exp_ty     $ \ pat_tys rhs_ty -> 
-         tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty matches
-       }
+          traceTc "tcMatchesFun" (ppr fun_name $$ ppr exp_ty)
+       ; checkArgs fun_name matches
+
+       ; (wrap_gen, (wrap_fun, group)) 
+            <- tcGen (SigSkol (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 
+        ; return (wrap_gen <.> wrap_fun, group) }
   where
-    doc = ptext SLIT("The equation(s) for") <+> quotes (ppr fun_name)
-         <+> ptext SLIT("have") <+> speakNOf n_pats (ptext SLIT("argument"))
-    n_pats = matchGroupArity matches
-    match_ctxt = MC { mc_what = FunRhs fun_name, mc_body = tcPolyExpr }
+    arity = matchGroupArity matches
+    herald = ptext (sLit "The equation(s) for")
+             <+> quotes (ppr fun_name) <+> ptext (sLit "have")
+    match_ctxt = MC { mc_what = FunRhs fun_name inf, mc_body = tcBody }
 \end{code}
 
 @tcMatchesCase@ doesn't do the argument-count check because the
@@ -97,37 +94,60 @@ parser guarantees that each equation has exactly one argument.
 tcMatchesCase :: TcMatchCtxt           -- Case context
              -> TcRhoType              -- Type of scrutinee
              -> MatchGroup Name        -- The case alternatives
-             -> BoxyRhoType            -- Type of whole case expressions
+             -> TcRhoType              -- Type of whole case expressions
              -> TcM (MatchGroup TcId)  -- Translated alternatives
 
 tcMatchesCase ctxt scrut_ty matches res_ty
+  | isEmptyMatchGroup matches   -- Allow empty case expressions
+  = return (MatchGroup [] (mkFunTys [scrut_ty] res_ty)) 
+
+  | otherwise
   = tcMatches ctxt [scrut_ty] res_ty matches
 
-tcMatchLambda :: MatchGroup Name -> BoxyRhoType -> TcM (ExprCoFn, MatchGroup TcId)
+tcMatchLambda :: MatchGroup Name -> TcRhoType -> TcM (HsWrapper, MatchGroup TcId)
 tcMatchLambda match res_ty 
-  = subFunTys doc n_pats res_ty        $ \ pat_tys rhs_ty ->
+  = matchFunTys doc 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 1 $ pprMatches LambdaExpr match),
+    doc = 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") <+> speakNOf n_pats (ptext (sLit "argument"))]
     match_ctxt = MC { mc_what = LambdaExpr,
-                     mc_body = tcPolyExpr }
+                     mc_body = tcBody }
 \end{code}
 
 @tcGRHSsPat@ typechecks @[GRHSs]@ that occur in a @PatMonoBind@.
 
 \begin{code}
-tcGRHSsPat :: GRHSs Name -> BoxyRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
+tcGRHSsPat :: GRHSs Name -> TcRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
+-- Used for pattern bindings
 tcGRHSsPat grhss res_ty = tcGRHSs match_ctxt grhss res_ty
   where
     match_ctxt = MC { mc_what = PatBindRhs,
-                     mc_body = tcPolyExpr }
+                     mc_body = tcBody }
 \end{code}
 
 
+\begin{code}
+matchFunTys
+  :: SDoc      -- See Note [Herald for matchExpecteFunTys] in TcUnify
+  -> Arity
+  -> TcRhoType
+  -> ([TcSigmaType] -> TcRhoType -> TcM a)
+  -> TcM (HsWrapper, a)
+
+-- Written in CPS style for historical reasons; 
+-- could probably be un-CPSd, like matchExpectedTyConApp
+
+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) }
+\end{code}
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{tcMatch}
@@ -136,25 +156,27 @@ tcGRHSsPat grhss res_ty = tcGRHSs match_ctxt grhss res_ty
 
 \begin{code}
 tcMatches :: TcMatchCtxt
-         -> [BoxySigmaType]            -- Expected pattern types
-         -> BoxyRhoType                -- Expected result-type of the Match.
+         -> [TcSigmaType]      -- Expected pattern types
+         -> TcRhoType          -- Expected result-type of the Match.
          -> MatchGroup Name
          -> TcM (MatchGroup TcId)
 
 data TcMatchCtxt       -- c.f. TcStmtCtxt, also in this module
   = MC { mc_what :: HsMatchContext Name,       -- What kind of thing this is
-        mc_body :: LHsExpr Name                -- Type checker for a body of an alternative
-                -> BoxyRhoType 
+        mc_body :: LHsExpr Name                -- Type checker for a body of
+                                                -- an alternative
+                -> TcRhoType
                 -> TcM (LHsExpr TcId) }        
 
 tcMatches ctxt pat_tys rhs_ty (MatchGroup matches _)
-  = do { matches' <- mapM (tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty) matches
+  = ASSERT( not (null matches) )       -- Ensure that rhs_ty is filled in
+    do { matches' <- mapM (tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty) matches
        ; return (MatchGroup matches' (mkFunTys pat_tys rhs_ty)) }
 
 -------------
 tcMatch :: TcMatchCtxt
-       -> [BoxySigmaType]      -- Expected pattern types
-       -> BoxyRhoType          -- Expected result-type of the Match.
+       -> [TcSigmaType]        -- Expected pattern types
+       -> TcRhoType            -- Expected result-type of the Match.
        -> LMatch Name
        -> TcM (LMatch TcId)
 
@@ -162,21 +184,28 @@ tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty match
   = wrapLocM (tc_match ctxt pat_tys rhs_ty) match
   where
     tc_match ctxt pat_tys rhs_ty match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss)
-      = addErrCtxt (matchCtxt (mc_what ctxt) match)    $       
-        do { (pats', grhss') <- tcPats LamPat pats pat_tys rhs_ty $
-                               tc_grhss ctxt maybe_rhs_sig grhss
-          ; returnM (Match pats' Nothing grhss') }
+      = add_match_ctxt match $
+        do { (pats', grhss') <- tcPats (mc_what ctxt) pats pat_tys $
+                               tc_grhss ctxt maybe_rhs_sig grhss rhs_ty
+          ; return (Match pats' Nothing grhss') }
 
     tc_grhss ctxt Nothing grhss rhs_ty 
       = tcGRHSs ctxt grhss rhs_ty      -- No result signature
 
-    tc_grhss ctxt (Just res_sig) grhss rhs_ty 
-      = do { (inner_ty, sig_tvs) <- tcPatSig ResSigCtxt res_sig rhs_ty
-          ; tcExtendTyVarEnv2 sig_tvs $
-            tcGRHSs ctxt grhss inner_ty }
+       -- Result type sigs are no longer supported
+    tc_grhss _ (Just {}) _ _
+      = panic "tc_ghrss"       -- Rejected by renamer
+
+       -- For (\x -> e), tcExpr has already said "In the expresssion \x->e"
+       -- so we don't want to add "In the lambda abstraction \x->e"
+    add_match_ctxt match thing_inside
+       = case mc_what ctxt of
+           LambdaExpr -> thing_inside
+           m_ctxt     -> addErrCtxt (pprMatchInCtxt m_ctxt match) thing_inside
 
 -------------
-tcGRHSs :: TcMatchCtxt -> GRHSs Name -> BoxyRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
+tcGRHSs :: TcMatchCtxt -> GRHSs Name -> TcRhoType
+       -> TcM (GRHSs TcId)
 
 -- Notice that we pass in the full res_ty, so that we get
 -- good inference from simple things like
@@ -186,12 +215,12 @@ tcGRHSs :: TcMatchCtxt -> GRHSs Name -> BoxyRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
 
 tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds) res_ty
   = do { (binds', grhss') <- tcLocalBinds binds $
-                             mappM (wrapLocM (tcGRHS ctxt res_ty)) grhss
+                             mapM (wrapLocM (tcGRHS ctxt res_ty)) grhss
 
-       ; returnM (GRHSs grhss' binds') }
+       ; return (GRHSs grhss' binds') }
 
 -------------
-tcGRHS :: TcMatchCtxt -> BoxyRhoType -> GRHS Name -> TcM (GRHS TcId)
+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 $
@@ -212,46 +241,51 @@ tcGRHS ctxt res_ty (GRHS guards rhs)
 tcDoStmts :: HsStmtContext Name 
          -> [LStmt Name]
          -> LHsExpr Name
-         -> BoxyRhoType
+         -> TcRhoType
          -> TcM (HsExpr TcId)          -- Returns a HsDo
 tcDoStmts ListComp stmts body res_ty
-  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
-       ; (stmts', body') <- tcStmts ListComp (tcLcStmt listTyCon) stmts elt_ty $
-                            tcBody (doBodyCtxt ListComp body) body
-       ; return (HsDo ListComp stmts' body' (mkListTy elt_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)) }
 
 tcDoStmts PArrComp stmts body res_ty
-  = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
-       ; (stmts', body') <- tcStmts PArrComp (tcLcStmt parrTyCon) stmts elt_ty $
-                            tcBody (doBodyCtxt PArrComp body) body
-       ; return (HsDo PArrComp stmts' body' (mkPArrTy elt_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 { (m_ty, elt_ty) <- boxySplitAppTy res_ty
-       ; let res_ty' = mkAppTy m_ty elt_ty     -- The boxySplit consumes res_ty
-       ; (stmts', body') <- tcStmts DoExpr (tcDoStmt m_ty) stmts res_ty' $
-                            tcBody (doBodyCtxt DoExpr body) body
-       ; return (HsDo DoExpr stmts' body' res_ty') }
+  = do { (stmts', body') <- tcStmts DoExpr tcDoStmt stmts res_ty $
+                            tcBody body
+       ; return (HsDo DoExpr stmts' body' res_ty) }
 
 tcDoStmts ctxt@(MDoExpr _) stmts body res_ty
-  = do { (m_ty, elt_ty) <- boxySplitAppTy res_ty
-       ; let res_ty' = mkAppTy m_ty elt_ty     -- The boxySplit consumes res_ty
-             tc_rhs rhs = withBox liftedTypeKind $ \ pat_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)
 
        ; (stmts', body') <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty' $
-                            tcBody (doBodyCtxt ctxt body) body
+                            tcBody body
 
        ; let names = [mfixName, bindMName, thenMName, returnMName, failMName]
-       ; insts <- mapM (newMethodFromName DoOrigin m_ty) names
-       ; return (HsDo (MDoExpr (names `zip` insts)) stmts' body' res_ty') }
-
-tcDoStmts ctxt stmts body res_ty = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
-
-tcBody :: Message -> LHsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (LHsExpr TcId)
-tcBody ctxt body res_ty
-  = -- addErrCtxt ctxt $       -- This context adds little that is useful
-    tcPolyExpr body res_ty
+       ; insts <- mapM (\name -> newMethodFromName DoOrigin name m_ty) names
+       ; return $ mkHsWrapCoI coi $ 
+          HsDo (MDoExpr (names `zip` insts)) stmts' body' res_ty' }
+
+tcDoStmts ctxt _ _ _ = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
+
+tcBody :: LHsExpr Name -> TcRhoType -> TcM (LHsExpr TcId)
+tcBody body res_ty
+  = do { traceTc "tcBody" (ppr res_ty)
+       ; body' <- tcMonoExpr body res_ty
+       ; return body' 
+        } 
 \end{code}
 
 
@@ -263,26 +297,23 @@ tcBody ctxt body res_ty
 
 \begin{code}
 type TcStmtChecker
-  = forall thing.  HsStmtContext Name
-                  -> Stmt Name
-                  -> BoxyRhoType                       -- Result type for comprehension
-                  -> (BoxyRhoType -> TcM thing)        -- Checker for what follows the stmt
-                  -> TcM (Stmt TcId, thing)
-
-  -- The incoming BoxyRhoType may be refined by type refinements
-  -- before being passed to the thing_inside
+  =  forall thing. HsStmtContext Name
+               -> Stmt Name
+               -> TcRhoType                    -- Result type for comprehension
+               -> (TcRhoType -> TcM thing)     -- Checker for what follows the stmt
+               -> TcM (Stmt TcId, thing)
 
 tcStmts :: HsStmtContext Name
        -> TcStmtChecker        -- NB: higher-rank type
         -> [LStmt Name]
-       -> BoxyRhoType
-       -> (BoxyRhoType -> TcM thing)
+       -> 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 ctxt stmt_chk [] res_ty thing_inside
+tcStmts _ _ [] res_ty thing_inside
   = do { thing <- thing_inside res_ty
        ; return ([], thing) }
 
@@ -296,7 +327,7 @@ tcStmts ctxt stmt_chk (L loc (LetStmt binds) : stmts) res_ty thing_inside
 tcStmts ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) res_ty thing_inside
   = do         { (stmt', (stmts', thing)) <- 
                setSrcSpan loc                          $
-               addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt)         $
+               addErrCtxt (pprStmtInCtxt ctxt stmt)    $
                stmt_chk ctxt stmt res_ty               $ \ res_ty' ->
                popErrCtxt                              $
                tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty'     $
@@ -306,17 +337,18 @@ tcStmts ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) res_ty thing_inside
 --------------------------------
 --     Pattern guards
 tcGuardStmt :: TcStmtChecker
-tcGuardStmt ctxt (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) }
 
 tcGuardStmt ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
-  = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
-       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat rhs_ty res_ty thing_inside
+  = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRhoNC rhs    -- Stmt has a context already
+       ; (pat', thing)  <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat rhs_ty $
+                            thing_inside res_ty
        ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
 
-tcGuardStmt ctxt stmt res_ty thing_inside
+tcGuardStmt _ stmt _ _
   = pprPanic "tcGuardStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
 
 
@@ -327,14 +359,15 @@ tcLcStmt :: TyCon -- The list/Parray type constructor ([] or PArray)
         -> TcStmtChecker
 
 -- A generator, pat <- rhs
-tcLcStmt m_tc ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside 
- = do  { (rhs', pat_ty) <- withBox liftedTypeKind $ \ ty ->
-                           tcMonoExpr rhs (mkTyConApp m_tc [ty])
-       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+tcLcStmt m_tc ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_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
        ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
 
 -- A boolean guard
-tcLcStmt m_tc ctxt (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
+tcLcStmt _ _ (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
   = do { rhs'  <- tcMonoExpr rhs boolTy
        ; thing <- thing_inside res_ty
        ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
@@ -344,7 +377,7 @@ tcLcStmt m_tc ctxt (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
 --                  | ... ; let h v = ... ]
 --
 -- It's possible that g,h are overloaded, so we need to feed the LIE from the
--- (g x, h x) up through both lots of bindings (so we get the bindInstsOfLocalFuns).
+-- (g x, h x) up through both lots of bindings (so we get the bindLocalMethods).
 -- Similarly if we had an existential pattern match:
 --
 --     data T = forall a. Show a => C a
@@ -365,64 +398,197 @@ tcLcStmt m_tc ctxt (ParStmt bndr_stmts_s) elt_ty thing_inside
        ; return (ParStmt pairs', thing) }
   where
     -- loop :: [([LStmt Name], [Name])] -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
-    loop [] = do { thing <- thing_inside elt_ty        -- No refinement from pattern 
+    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' ->
+               <- 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 stmt elt_ty thing_inside
+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
 
-tcDoStmt :: TcType             -- Monad type,  m
-        -> TcStmtChecker
+tcDoStmt :: TcStmtChecker
+
+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
+               -- This level of generality is needed for using do-notation
+               -- in full generality; see Trac #1537
+
+               -- I'd like to put this *after* the tcSyntaxOp 
+                -- (see Note [Treat rebindable syntax first], but that breaks 
+               -- the rigidity info for GADTs.  When we move to the new story
+                -- for GADTs, we can move this after tcSyntaxOp
+          rhs_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; pat_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; bind_op'   <- tcSyntaxOp DoOrigin bind_op 
+                            (mkFunTys [rhs_ty, mkFunTy pat_ty new_res_ty] res_ty)
 
-tcDoStmt m_ty ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
-  = do { (rhs', pat_ty) <- withBox liftedTypeKind $ \ pat_ty -> 
-                           tcMonoExpr rhs (mkAppTy m_ty pat_ty)
-               -- We should use type *inference* for the RHS computations, becuase of GADTs. 
-               --      do { pat <- rhs; <rest> }
-               -- is rather like
-               --      case rhs of { pat -> <rest> }
-               -- We do inference on rhs, so that information about its type can be refined
-               -- when type-checking the pattern. 
-
-       ; (pat', thing) <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
-
-       -- Deal with rebindable syntax; (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b
-       ; let bind_ty = mkFunTys [mkAppTy m_ty pat_ty, 
-                                 mkFunTy pat_ty res_ty] res_ty
-       ; bind_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin bind_op bind_ty
                -- If (but only if) the pattern can fail, 
                -- typecheck the 'fail' operator
-       ; fail_op' <- if isIrrefutableHsPat pat' 
+       ; fail_op' <- if isIrrefutableHsPat pat 
                      then return noSyntaxExpr
-                     else tcSyntaxOp DoOrigin fail_op (mkFunTy stringTy res_ty)
+                     else tcSyntaxOp DoOrigin 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) }
 
 
-tcDoStmt m_ty ctxt (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
-  = do {       -- Deal with rebindable syntax; (>>) :: m a -> m b -> m b
-         a_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
-       ; let rhs_ty  = mkAppTy m_ty a_ty
-             then_ty = mkFunTys [rhs_ty, res_ty] res_ty
-       ; then_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin then_op then_ty
-       ; rhs' <- tcPolyExpr rhs rhs_ty
-       ; thing <- thing_inside res_ty
+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]
+          rhs_ty     <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; then_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin then_op 
+                          (mkFunTys [rhs_ty, new_res_ty] res_ty)
+
+        ; rhs' <- tcMonoExprNC rhs rhs_ty
+       ; thing <- thing_inside new_res_ty
        ; return (ExprStmt rhs' then_op' rhs_ty, thing) }
 
-tcDoStmt m_ty ctxt stmt res_ty thing_inside
+tcDoStmt ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
+                       , recS_rec_ids = rec_names, recS_ret_fn = ret_op
+                       , recS_mfix_fn = mfix_op, recS_bind_fn = bind_op }) 
+         res_ty thing_inside
+  = do  { let tup_names = rec_names ++ filterOut (`elem` rec_names) later_names
+        ; tup_elt_tys <- newFlexiTyVarTys (length tup_names) liftedTypeKind
+        ; let tup_ids = zipWith mkLocalId tup_names tup_elt_tys
+             tup_ty  = mkBoxedTupleTy tup_elt_tys
+
+        ; tcExtendIdEnv tup_ids $ do
+        { stmts_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; (stmts', (ret_op', tup_rets))
+                <- tcStmts 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
+                     ; ret_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin ret_op (mkFunTy tup_ty inner_res_ty)
+                      ; return (ret_op', tup_rets) }
+
+       ; mfix_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; mfix_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin mfix_op
+                                 (mkFunTy (mkFunTy tup_ty stmts_ty) mfix_res_ty)
+
+       ; new_res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+        ; bind_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin bind_op 
+                                (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
+       ; traceTc "tcdo" $ vcat [ppr rec_ids <+> ppr (map idType rec_ids),
+                                 ppr later_ids <+> ppr (map idType later_ids)]
+        ; 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)
+        }}
+
+tcDoStmt _ stmt _ _
   = pprPanic "tcDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+\end{code}
 
+Note [Treat rebindable syntax first]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When typechecking
+       do { bar; ... } :: IO ()
+we want to typecheck 'bar' in the knowledge that it should be an IO thing,
+pushing info from the context into the RHS.  To do this, we check the
+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
@@ -431,48 +597,43 @@ tcDoStmt m_ty ctxt stmt res_ty thing_inside
 
 tcMDoStmt :: (LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcType))      -- RHS inference
          -> TcStmtChecker
-tcMDoStmt tc_rhs ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
+tcMDoStmt tc_rhs ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
   = do { (rhs', pat_ty) <- tc_rhs rhs
-       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+       ; (pat', thing)  <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat pat_ty $
+                            thing_inside res_ty
        ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
 
-tcMDoStmt tc_rhs ctxt (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
+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
+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' -> 
+               <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty $ \ _res_ty' ->
                        -- ToDo: res_ty not really right
-                  do { rec_rets <- zipWithM tc_ret recNames rec_tys
+                  do { rec_rets <- zipWithM tcCheckId recNames rec_tys
                      ; later_ids <- tcLookupLocalIds laterNames
                      ; return (later_ids, rec_rets) }
 
-       ; (thing,lie) <- tcExtendIdEnv later_ids (getLIE (thing_inside res_ty))
+       ; 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)
-       ; lie_binds <- bindInstsOfLocalFuns lie later_ids
+
+-- 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 rec_rets lie_binds, thing)
+       ; return (RecStmt stmts' later_ids rec_ids noSyntaxExpr noSyntaxExpr noSyntaxExpr rec_rets lie_binds, thing)
        }}
-  where 
-    -- Unify the types of the "final" Ids with those of "knot-tied" Ids
-    tc_ret rec_name mono_ty
-       = do { poly_id <- tcLookupId rec_name
-               -- poly_id may have a polymorphic type
-               -- but mono_ty is just a monomorphic type variable
-            ; co_fn <- tcSubExp (idType poly_id) mono_ty
-            ; return (mkHsCoerce co_fn (HsVar poly_id)) }
-
-tcMDoStmt tc_rhs ctxt stmt res_ty thing_inside
-  = pprPanic "tcMDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
 
+tcMDoStmt _ _ stmt _ _
+  = pprPanic "tcMDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
 \end{code}
 
 
@@ -490,8 +651,8 @@ checkArgs :: Name -> MatchGroup Name -> TcM ()
 checkArgs fun (MatchGroup (match1:matches) _)
     | null bad_matches = return ()
     | otherwise
-    = failWithTc (vcat [ptext SLIT("Equations for") <+> quotes (ppr fun) <+> 
-                         ptext SLIT("have different numbers of arguments"),
+    = failWithTc (vcat [ptext (sLit "Equations for") <+> quotes (ppr fun) <+> 
+                         ptext (sLit "have different numbers of arguments"),
                        nest 2 (ppr (getLoc match1)),
                        nest 2 (ppr (getLoc (head bad_matches)))])
   where
@@ -500,16 +661,6 @@ checkArgs fun (MatchGroup (match1:matches) _)
 
     args_in_match :: LMatch Name -> Int
     args_in_match (L _ (Match pats _ _)) = length pats
+checkArgs fun _ = pprPanic "TcPat.checkArgs" (ppr fun) -- Matches always non-empty
 \end{code}
 
-\begin{code}
-matchCtxt ctxt match  = hang (ptext SLIT("In") <+> pprMatchContext ctxt <> colon) 
-                          4 (pprMatch ctxt match)
-
-doBodyCtxt :: HsStmtContext Name -> LHsExpr Name -> SDoc
-doBodyCtxt ctxt body = hang (ptext SLIT("In the result of") <+> pprStmtContext ctxt <> colon) 
-                         4 (ppr body)
-
-stmtCtxt ctxt stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pprStmtContext ctxt <> colon)
-                       4 (ppr stmt)
-\end{code}