New syntax for GADT-style record declarations, and associated refactoring
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcPat.lhs
index 0d62b6b..bef5ec7 100644 (file)
@@ -6,14 +6,7 @@
 TcPat: Typechecking patterns
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS -w #-}
--- The above warning supression flag is a temporary kludge.
--- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
--- any warnings in the module. See
---     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
--- for details
-
-module TcPat ( tcLetPat, tcLamPat, tcLamPats, tcProcPat, tcOverloadedLit,
+module TcPat ( tcLetPat, tcPat, tcPats, tcOverloadedLit,
               addDataConStupidTheta, badFieldCon, polyPatSig ) where
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -32,19 +25,19 @@ import TcSimplify
 import TcEnv
 import TcMType
 import TcType
+import VarEnv
 import VarSet
 import TcUnify
 import TcHsType
 import TysWiredIn
-import TcGadt
 import Type
 import Coercion
 import StaticFlags
 import TyCon
 import DataCon
-import DynFlags
 import PrelNames
 import BasicTypes hiding (SuccessFlag(..))
+import DynFlags        ( DynFlag( Opt_GADTs ) )
 import SrcLoc
 import ErrUtils
 import Util
@@ -67,10 +60,10 @@ tcLetPat :: (Name -> Maybe TcRhoType)
         -> TcM a
         -> TcM (LPat TcId, a)
 tcLetPat sig_fn pat pat_ty thing_inside
-  = do { let init_state = PS { pat_ctxt = LetPat sig_fn, 
-                               pat_reft = emptyRefinement,
+  = do { let init_state = PS { pat_ctxt = LetPat sig_fn,
                                pat_eqs  = False }
-       ; (pat', ex_tvs, res) <- tc_lpat pat pat_ty init_state (\ _ -> thing_inside)
+       ; (pat', ex_tvs, res) <- tc_lpat pat pat_ty init_state 
+                                   (\ _ -> thing_inside)
 
        -- Don't know how to deal with pattern-bound existentials yet
        ; checkTc (null ex_tvs) (existentialExplode pat)
@@ -78,11 +71,12 @@ tcLetPat sig_fn pat pat_ty thing_inside
        ; return (pat', res) }
 
 -----------------
-tcLamPats :: [LPat Name]                               -- Patterns,
-         -> [BoxySigmaType]                            --   and their types
-         -> BoxyRhoType                                -- Result type,
-         -> ((Refinement, BoxyRhoType) -> TcM a)       --   and the checker for the body
-         -> TcM ([LPat TcId], a)
+tcPats :: HsMatchContext Name
+       -> [LPat Name]           -- Patterns,
+       -> [BoxySigmaType]       --   and their types
+       -> BoxyRhoType           -- Result type,
+       -> (BoxyRhoType -> TcM a) --   and the checker for the body
+       -> TcM ([LPat TcId], a)
 
 -- This is the externally-callable wrapper function
 -- Typecheck the patterns, extend the environment to bind the variables,
@@ -92,22 +86,23 @@ tcLamPats :: [LPat Name]                            -- Patterns,
 
 --   1. Initialise the PatState
 --   2. Check the patterns
---   3. Apply the refinement to the environment and result type
---   4. Check the body
---   5. Check that no existentials escape
-
-tcLamPats pats tys res_ty thing_inside
-  = tc_lam_pats LamPat (zipEqual "tcLamPats" pats tys)
-               (emptyRefinement, res_ty) thing_inside
-
-tcLamPat :: LPat Name -> BoxySigmaType 
-        -> (Refinement,BoxyRhoType)            -- Result type
-        -> ((Refinement,BoxyRhoType) -> TcM a) -- Checker for body, given its result type
-        -> TcM (LPat TcId, a)
-
-tcProcPat = tc_lam_pat ProcPat
-tcLamPat  = tc_lam_pat LamPat
-
+--   3. Check the body
+--   4. Check that no existentials escape
+
+tcPats ctxt pats tys res_ty thing_inside
+  = tc_lam_pats (APat ctxt) (zipEqual "tcLamPats" pats tys)
+               res_ty thing_inside
+
+tcPat :: HsMatchContext Name
+      -> LPat Name -> BoxySigmaType 
+      -> BoxyRhoType             -- Result type
+      -> (BoxyRhoType -> TcM a)  -- Checker for body, given
+                                 -- its result type
+      -> TcM (LPat TcId, a)
+tcPat ctxt = tc_lam_pat (APat ctxt)
+
+tc_lam_pat :: PatCtxt -> LPat Name -> BoxySigmaType -> BoxyRhoType
+           -> (BoxyRhoType -> TcM a) -> TcM (LPat TcId, a)
 tc_lam_pat ctxt pat pat_ty res_ty thing_inside
   = do { ([pat'],thing) <- tc_lam_pats ctxt [(pat, pat_ty)] res_ty thing_inside
        ; return (pat', thing) }
@@ -115,22 +110,22 @@ tc_lam_pat ctxt pat pat_ty res_ty thing_inside
 -----------------
 tc_lam_pats :: PatCtxt
            -> [(LPat Name,BoxySigmaType)]
-                   -> (Refinement,BoxyRhoType)                 -- Result type
-                   -> ((Refinement,BoxyRhoType) -> TcM a)      -- Checker for body, given its result type
+                   -> BoxyRhoType            -- Result type
+                   -> (BoxyRhoType -> TcM a) -- Checker for body, given its result type
                    -> TcM ([LPat TcId], a)
-tc_lam_pats ctxt pat_ty_prs (reft, res_ty) thing_inside 
-  =  do        { let init_state = PS { pat_ctxt = ctxt, pat_reft = reft, pat_eqs = False }
+tc_lam_pats ctxt pat_ty_prs res_ty thing_inside 
+  =  do        { let init_state = PS { pat_ctxt = ctxt, pat_eqs = False }
 
-       ; (pats', ex_tvs, res) <- tcMultiple tc_lpat_pr pat_ty_prs init_state $ \ pstate' ->
-                                 refineEnvironment (pat_reft pstate') (pat_eqs pstate') $
-                                 if (pat_eqs pstate' && (not $ isRigidTy res_ty))
-                                    then failWithTc (nonRigidResult res_ty)
-                                    else thing_inside (pat_reft pstate', res_ty)
+       ; (pats', ex_tvs, res) <- do { traceTc (text "tc_lam_pats" <+> (ppr pat_ty_prs $$ ppr res_ty)) 
+                                 ; tcMultiple tc_lpat_pr pat_ty_prs init_state $ \ pstate' ->
+                                   if (pat_eqs pstate' && (not $ isRigidTy res_ty))
+                                    then nonRigidResult ctxt res_ty
+                                    else thing_inside res_ty }
 
        ; let tys = map snd pat_ty_prs
        ; tcCheckExistentialPat pats' ex_tvs tys res_ty
 
-       ; returnM (pats', res) }
+       ; return (pats', res) }
 
 
 -----------------
@@ -146,7 +141,7 @@ tcCheckExistentialPat :: [LPat TcId]                -- Patterns (just for error message)
 --     f (C g) x = g x
 -- Here, result_ty will be simply Int, but expected_ty is (C -> a -> Int).
 
-tcCheckExistentialPat pats [] pat_tys body_ty
+tcCheckExistentialPat _ [] _ _
   = return ()  -- Short cut for case when there are no existentials
 
 tcCheckExistentialPat pats ex_tvs pat_tys body_ty
@@ -155,20 +150,22 @@ tcCheckExistentialPat pats ex_tvs pat_tys body_ty
 
 data PatState = PS {
        pat_ctxt :: PatCtxt,
-       pat_reft :: Refinement, -- Binds rigid TcTyVars to their refinements
-       pat_eqs  :: Bool        -- <=> there are GADT equational constraints 
-                               --     for refinement 
+       pat_eqs  :: Bool        -- <=> there are any equational constraints 
+                               -- Used at the end to say whether the result
+                               -- type must be rigid
   }
 
 data PatCtxt 
-  = LamPat 
-  | ProcPat                            -- The pattern in (proc pat -> ...)
-                                       --      see Note [Arrows and patterns]
+  = APat (HsMatchContext Name)
   | LetPat (Name -> Maybe TcRhoType)   -- Used for let(rec) bindings
 
+notProcPat :: PatCtxt -> Bool
+notProcPat (APat ProcExpr) = False
+notProcPat _              = True
+
 patSigCtxt :: PatState -> UserTypeCtxt
 patSigCtxt (PS { pat_ctxt = LetPat _ }) = BindPatSigCtxt
-patSigCtxt other                       = LamPatSigCtxt
+patSigCtxt _                            = LamPatSigCtxt
 \end{code}
 
 
@@ -216,9 +213,14 @@ bindInstsOfPatId id thing_inside
        ; return (res, binds) }
 
 -------------------
-unBoxPatBndrType  ty name = unBoxArgType ty (ptext SLIT("The variable") <+> quotes (ppr name))
-unBoxWildCardType ty      = unBoxArgType ty (ptext SLIT("A wild-card pattern"))
-unBoxViewPatType  ty pat  = unBoxArgType ty (ptext SLIT("The view pattern") <+> ppr pat)
+unBoxPatBndrType :: BoxyType -> Name -> TcM TcType
+unBoxPatBndrType  ty name = unBoxArgType ty (ptext (sLit "The variable") <+> quotes (ppr name))
+
+unBoxWildCardType :: BoxyType -> TcM TcType
+unBoxWildCardType ty      = unBoxArgType ty (ptext (sLit "A wild-card pattern"))
+
+unBoxViewPatType :: BoxyType -> Pat Name -> TcM TcType
+unBoxViewPatType  ty pat  = unBoxArgType ty (ptext (sLit "The view pattern") <+> ppr pat)
 
 unBoxArgType :: BoxyType -> SDoc -> TcM TcType
 -- In addition to calling unbox, unBoxArgType ensures that the type is of ArgTypeKind; 
@@ -239,7 +241,7 @@ unBoxArgType ty pp_this
        ; unifyType ty' ty2
        ; return ty' }}
   where
-    msg = pp_this <+> ptext SLIT("cannot be bound to an unboxed tuple")
+    msg = pp_this <+> ptext (sLit "cannot be bound to an unboxed tuple")
 \end{code}
 
 
@@ -302,22 +304,8 @@ tc_lpat :: LPat Name
 tc_lpat (L span pat) pat_ty pstate thing_inside
   = setSrcSpan span              $
     maybeAddErrCtxt (patCtxt pat) $
-    do { let mb_reft = refineType (pat_reft pstate) pat_ty
-             pat_ty' = case mb_reft of { Just (_, ty') -> ty'; Nothing -> pat_ty }
-
-               -- Make sure the result type reflects the current refinement
-               -- We must do this here, so that it correctly ``sees'' all
-               -- the refinements to the left.  Example:
-               -- Suppose C :: forall a. T a -> a -> Foo
-               -- Pattern      C a p1 True
-               -- So p1 might refine 'a' to True, and the True 
-               -- pattern had better see it.
-
-       ; (pat', tvs, res) <- tc_pat pstate pat pat_ty' thing_inside
-       ; let final_pat = case mb_reft of
-                               Nothing     -> pat'
-                               Just (co,_) -> CoPat (WpCo co) pat' pat_ty
-       ; return (L span final_pat, tvs, res) }
+    do { (pat', tvs, res) <- tc_pat pstate pat pat_ty thing_inside
+       ; return (L span pat', tvs, res) }
 
 --------------------
 tc_pat :: PatState
@@ -377,8 +365,11 @@ tc_pat pstate lpat@(LazyPat pat) pat_ty thing_inside
        -- getLIE/extendLIEs: see Note [Hopping the LIE in lazy patterns]
 
        -- Check no existentials
-       ; if (null pat_tvs) then return ()
-         else lazyPatErr lpat pat_tvs
+       ; unless (null pat_tvs) $ lazyPatErr lpat pat_tvs
+
+       -- Check there are no unlifted types under the lazy pattern
+       ; when (any (isUnLiftedType . idType) $ collectPatBinders pat') $
+               lazyUnliftedPatErr lpat
 
        -- Check that the pattern has a lifted type
        ; pat_tv <- newBoxyTyVar liftedTypeKind
@@ -386,6 +377,9 @@ tc_pat pstate lpat@(LazyPat pat) pat_ty thing_inside
 
        ; return (LazyPat pat', [], res) }
 
+tc_pat _ p@(QuasiQuotePat _) _ _
+  = pprPanic "Should never see QuasiQuotePat in type checker" (ppr p)
+
 tc_pat pstate (WildPat _) pat_ty thing_inside
   = do { pat_ty' <- unBoxWildCardType pat_ty   -- Make sure it's filled in with monotypes
        ; res <- thing_inside pstate
@@ -435,12 +429,15 @@ tc_pat pstate (orig@(ViewPat expr pat _)) overall_pat_ty thing_inside
 -- Type signatures in patterns
 -- See Note [Pattern coercions] below
 tc_pat pstate (SigPatIn pat sig_ty) pat_ty thing_inside
-  = do { (inner_ty, tv_binds) <- tcPatSig (patSigCtxt pstate) sig_ty pat_ty
+  = do { (inner_ty, tv_binds, coi) <- tcPatSig (patSigCtxt pstate) sig_ty 
+                                                                    pat_ty
+        ; unless (isIdentityCoI coi) $ 
+            failWithTc (badSigPat pat_ty)
        ; (pat', tvs, res) <- tcExtendTyVarEnv2 tv_binds $
                              tc_lpat pat inner_ty pstate thing_inside
        ; return (SigPatOut pat' inner_ty, tvs, res) }
 
-tc_pat pstate pat@(TypePat ty) pat_ty thing_inside
+tc_pat _ pat@(TypePat _) _ _
   = failWithTc (badTypePat pat)
 
 ------------------------
@@ -458,7 +455,7 @@ tc_pat pstate (PArrPat pats _) pat_ty thing_inside
         ; let scoi = mkSymCoI coi
        ; (pats', pats_tvs, res) <- tcMultiple (\p -> tc_lpat p elt_ty)
                                                pats pstate thing_inside 
-       ; ifM (null pats) (zapToMonotype pat_ty)  -- c.f. ExplicitPArr in TcExpr
+       ; when (null pats) (zapToMonotype pat_ty >> return ())  -- c.f. ExplicitPArr in TcExpr
        ; return (mkCoPatCoI scoi (PArrPat pats' elt_ty) pat_ty, pats_tvs, res)
         }
 
@@ -487,7 +484,7 @@ tc_pat pstate (TuplePat pats boxity _) pat_ty thing_inside
 
 ------------------------
 -- Data constructors
-tc_pat pstate pat_in@(ConPatIn (L con_span con_name) arg_pats) pat_ty thing_inside
+tc_pat pstate (ConPatIn (L con_span con_name) arg_pats) pat_ty thing_inside
   = do { data_con <- tcLookupDataCon con_name
        ; let tycon = dataConTyCon data_con
        ; tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside }
@@ -499,16 +496,15 @@ tc_pat pstate (LitPat simple_lit) pat_ty thing_inside
        ; coi <- boxyUnify lit_ty pat_ty
                        -- coi is of kind: lit_ty ~ pat_ty
        ; res <- thing_inside pstate
-       ; span <- getSrcSpanM
                        -- pattern coercions have to
                        -- be of kind: pat_ty ~ lit_ty
                        -- hence, sym coi
-       ; returnM (mkCoPatCoI (mkSymCoI coi) (LitPat simple_lit) pat_ty, 
+       ; return (mkCoPatCoI (mkSymCoI coi) (LitPat simple_lit) pat_ty, 
                    [], res) }
 
 ------------------------
 -- Overloaded patterns: n, and n+k
-tc_pat pstate pat@(NPat over_lit mb_neg eq) pat_ty thing_inside
+tc_pat pstate (NPat over_lit mb_neg eq) pat_ty thing_inside
   = do { let orig = LiteralOrigin over_lit
        ; lit'    <- tcOverloadedLit orig over_lit pat_ty
        ; eq'     <- tcSyntaxOp orig eq (mkFunTys [pat_ty, pat_ty] boolTy)
@@ -519,9 +515,9 @@ tc_pat pstate pat@(NPat over_lit mb_neg eq) pat_ty thing_inside
                            do { neg' <- tcSyntaxOp orig neg (mkFunTy pat_ty pat_ty)
                               ; return (Just neg') }
        ; res <- thing_inside pstate
-       ; returnM (NPat lit' mb_neg' eq', [], res) }
+       ; return (NPat lit' mb_neg' eq', [], res) }
 
-tc_pat pstate pat@(NPlusKPat (L nm_loc name) lit ge minus) pat_ty thing_inside
+tc_pat pstate (NPlusKPat (L nm_loc name) lit ge minus) pat_ty thing_inside
   = do { bndr_id <- setSrcSpan nm_loc (tcPatBndr pstate name pat_ty)
        ; let pat_ty' = idType bndr_id
              orig    = LiteralOrigin lit
@@ -537,7 +533,7 @@ tc_pat pstate pat@(NPlusKPat (L nm_loc name) lit ge minus) pat_ty thing_inside
        ; instStupidTheta orig [mkClassPred icls [pat_ty']]     
     
        ; res <- tcExtendIdEnv1 name bndr_id (thing_inside pstate)
-       ; returnM (NPlusKPat (L nm_loc bndr_id) lit' ge' minus', [], res) }
+       ; return (NPlusKPat (L nm_loc bndr_id) lit' ge' minus', [], res) }
 
 tc_pat _ _other_pat _ _ = panic "tc_pat"       -- ConPatOut, SigPatOut, VarPatOut
 \end{code}
@@ -579,14 +575,14 @@ the split arguments for the representation tycon :R123Map as {Int, c, w}
 
 In other words, boxySplitTyConAppWithFamily implicitly takes the coercion 
 
-  Co123Map a b v :: {Map (a, b) v :=: :R123Map a b v}
+  Co123Map a b v :: {Map (a, b) v ~ :R123Map a b v}
 
 moving between representation and family type into account.  To produce type
 correct Core, this coercion needs to be used to case the type of the scrutinee
 from the family to the representation type.  This is achieved by
 unwrapFamInstScrutinee using a CoPat around the result pattern.
 
-Now it might appear seem as if we could have used the existing GADT type
+Now it might appear seem as if we could have used the previous GADT type
 refinement infrastructure of refineAlt and friends instead of the explicit
 unification and CoPat generation.  However, that would be wrong.  Why?  The
 whole point of GADT refinement is that the refinement is local to the case
@@ -599,15 +595,13 @@ instantiation of x with (a, b) must be global; ie, it must be valid in *all*
 alternatives of the case expression, whereas in the GADT case it might vary
 between alternatives.
 
-In fact, if we have a data instance declaration defining a GADT, eq_spec will
-be non-empty and we will get a mixture of global instantiations and local
-refinement from a single match.  This neatly reflects that, as soon as we
-have constrained the type of the scrutinee to the required type index, all
-further type refinement is local to the alternative.
+RIP GADT refinement: refinements have been replaced by the use of explicit
+equality constraints that are used in conjunction with implication constraints
+to express the local scope of GADT refinements.
 
 \begin{code}
 --     Running example:
--- MkT :: forall a b c. (a:=:[b]) => b -> c -> T a
+-- MkT :: forall a b c. (a~[b]) => b -> c -> T a
 --      with scrutinee of type (T ty)
 
 tcConPat :: PatState -> SrcSpan -> DataCon -> TyCon 
@@ -624,18 +618,16 @@ tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside
          -- Instantiate the constructor type variables [a->ty]
          -- This may involve doing a family-instance coercion, and building a
          -- wrapper 
-       ; (ctxt_res_tys, coi) <- boxySplitTyConAppWithFamily tycon pat_ty
+       ; (ctxt_res_tys, coi, unwrap_ty) <- boxySplitTyConAppWithFamily tycon 
+                                                                        pat_ty
         ; let sym_coi = mkSymCoI coi  -- boxy split coercion oriented wrongly
              pat_ty' = mkTyConApp tycon ctxt_res_tys
                                       -- pat_ty' /= pat_ty iff coi /= IdCo
               
               wrap_res_pat res_pat = mkCoPatCoI sym_coi uwScrut pat_ty
                 where
-                  uwScrut = unwrapFamInstScrutinee tycon ctxt_res_tys res_pat
-
-        ; traceTc $ case sym_coi of
-                      IdCo -> text "sym_coi:IdCo" 
-                      ACo co -> text "sym_coi: ACoI" <+> ppr co
+                  uwScrut = unwrapFamInstScrutinee tycon ctxt_res_tys
+                                                   unwrap_ty res_pat
 
          -- Add the stupid theta
        ; addDataConStupidTheta data_con ctxt_res_tys
@@ -662,13 +654,9 @@ tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside
 
          else do   -- The general case, with existential, and local equality 
                     -- constraints
-       { let eq_preds = [mkEqPred (mkTyVarTy tv, ty) | (tv, ty) <- eq_spec]
-             theta'   = substTheta tenv (eq_preds ++ full_theta)
-                           -- order is *important* as we generate the list of
-                           -- dictionary binders from theta'
-             ctxt     = pat_ctxt pstate
-       ; checkTc (case ctxt of { ProcPat -> False; other -> True })
+       { checkTc (notProcPat (pat_ctxt pstate))
                  (existentialProcPat data_con)
+                 -- See Note [Arrows and patterns]
 
           -- Need to test for rigidity if *any* constraints in theta as class
           -- constraints may have superclass equality constraints.  However,
@@ -676,18 +664,31 @@ tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside
           -- ex_tvs was non-null.
 --        ; unless (null theta') $
           -- FIXME: AT THE MOMENT WE CHEAT!  We only perform the rigidity test
-          --   if we explicit or implicit (by a GADT def) have equality 
+          --   if we explicitly or implicitly (by a GADT def) have equality 
           --   constraints.
-        ; unless (all (not . isEqPred) theta') $
-            checkTc (isRigidTy pat_ty) (nonRigidMatch data_con)
+        ; let eq_preds = [mkEqPred (mkTyVarTy tv, ty) | (tv, ty) <- eq_spec]
+             theta'   = substTheta tenv (eq_preds ++ full_theta)
+                           -- order is *important* as we generate the list of
+                           -- dictionary binders from theta'
+             no_equalities = not (any isEqPred theta')
+             pstate' | no_equalities = pstate
+                     | otherwise     = pstate { pat_eqs = True }
+
+        ; gadts_on <- doptM Opt_GADTs
+       ; checkTc (no_equalities || gadts_on)
+                 (ptext (sLit "A pattern match on a GADT requires -XGADTs"))
+                 -- Trac #2905 decided that a *pattern-match* of a GADT
+                 -- should require the GADT language flag
+
+       ; unless no_equalities $ checkTc (isRigidTy pat_ty) $
+                                 nonRigidMatch (pat_ctxt pstate) data_con
 
        ; ((arg_pats', inner_tvs, res), lie_req) <- getLIE $
-               tcConArgs data_con arg_tys' arg_pats pstate thing_inside
+               tcConArgs data_con arg_tys' arg_pats pstate' thing_inside
 
        ; loc <- getInstLoc origin
        ; dicts <- newDictBndrs loc theta'
-       ; dict_binds <- tcSimplifyCheckPat loc [] emptyRefinement
-                          ex_tvs' dicts lie_req
+       ; dict_binds <- tcSimplifyCheckPat loc ex_tvs' dicts lie_req
 
         ; let res_pat = ConPatOut { pat_con = L con_span data_con, 
                                    pat_tvs = ex_tvs',
@@ -702,12 +703,26 @@ tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside
     boxySplitTyConAppWithFamily tycon pat_ty =
       traceTc traceMsg >>
       case tyConFamInst_maybe tycon of
-        Nothing                   -> boxySplitTyConApp tycon pat_ty
+        Nothing                   -> 
+          do { (scrutinee_arg_tys, coi1) <- boxySplitTyConApp tycon pat_ty
+             ; return (scrutinee_arg_tys, coi1, pat_ty)
+             }
        Just (fam_tycon, instTys) -> 
-         do { (scrutinee_arg_tys, coi) <- boxySplitTyConApp fam_tycon pat_ty
+         do { (scrutinee_arg_tys, coi1) <- boxySplitTyConApp fam_tycon pat_ty
             ; (_, freshTvs, subst) <- tcInstTyVars (tyConTyVars tycon)
-            ; boxyUnifyList (substTys subst instTys) scrutinee_arg_tys
-            ; return (freshTvs, coi)
+             ; let instTys' = substTys subst instTys
+            ; cois <- boxyUnifyList instTys' scrutinee_arg_tys
+             ; let coi = if isIdentityCoI coi1
+                         then  -- pat_ty was splittable
+                               -- => boxyUnifyList had real work to do
+                           mkTyConAppCoI fam_tycon instTys' cois
+                         else  -- pat_ty was not splittable
+                               -- => scrutinee_arg_tys are fresh tvs and
+                               --    boxyUnifyList just instantiated those
+                           coi1
+            ; return (freshTvs, coi, mkTyConApp fam_tycon instTys')
+                                      -- this is /= pat_ty 
+                                      -- iff cois is non-trivial
             }
       where
         traceMsg = sep [ text "tcConPat:boxySplitTyConAppWithFamily:" <+>
@@ -719,21 +734,20 @@ tcConPat pstate con_span data_con tycon pat_ty arg_pats thing_inside
     -- Wraps the pattern (which must be a ConPatOut pattern) in a coercion
     -- pattern if the tycon is an instance of a family.
     --
-    unwrapFamInstScrutinee :: TyCon -> [Type] -> Pat Id -> Pat Id
-    unwrapFamInstScrutinee tycon args pat
+    unwrapFamInstScrutinee :: TyCon -> [Type] -> Type -> Pat Id -> Pat Id
+    unwrapFamInstScrutinee tycon args unwrap_ty pat
       | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon 
 --      , not (isNewTyCon tycon)       -- newtypes are explicitly unwrapped by
                                     -- the desugarer
           -- NB: We can use CoPat directly, rather than mkCoPat, as we know the
           --    coercion is not the identity; mkCoPat is inconvenient as it
           --    wants a located pattern.
-      = CoPat (WpCo $ mkTyConApp co_con args)       -- co fam ty to repr ty
+      = CoPat (WpCast $ mkTyConApp co_con args)       -- co fam ty to repr ty
              (pat {pat_ty = mkTyConApp tycon args})    -- representation type
-             pat_ty                                    -- family inst type
+             unwrap_ty                                 -- family inst type
       | otherwise
       = pat
 
-
 tcConArgs :: DataCon -> [TcSigmaType]
          -> Checker (HsConPatDetails Name) (HsConPatDetails Id)
 
@@ -758,9 +772,6 @@ tcConArgs data_con arg_tys (InfixCon p1 p2) pstate thing_inside
   where
     con_arity  = dataConSourceArity data_con
 
-tcConArgs data_con other_args (InfixCon p1 p2) pstate thing_inside
-  = pprPanic "tcConArgs" (ppr data_con)        -- InfixCon always has two arguments
-
 tcConArgs data_con arg_tys (RecCon (HsRecFields rpats dd)) pstate thing_inside
   = do { (rpats', tvs, res) <- tcMultiple tc_field rpats pstate thing_inside
        ; return (RecCon (HsRecFields rpats' dd), tvs, res) }
@@ -802,9 +813,6 @@ tcConArgs data_con arg_tys (RecCon (HsRecFields rpats dd)) pstate thing_inside
 tcConArg :: Checker (LPat Name, BoxySigmaType) (LPat Id)
 tcConArg (arg_pat, arg_ty) pstate thing_inside
   = tc_lpat arg_pat arg_ty pstate thing_inside
-       -- NB: the tc_lpat will refine pat_ty if necessary
-       --     based on the current pstate, which may include
-       --     refinements from peer argument patterns to the left
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -819,7 +827,9 @@ addDataConStupidTheta data_con inst_tys
        -- The origin should always report "occurrence of C"
        -- even when C occurs in a pattern
     stupid_theta = dataConStupidTheta data_con
-    tenv = zipTopTvSubst (dataConUnivTyVars data_con) inst_tys
+    tenv = mkTopTvSubst (dataConUnivTyVars data_con `zip` inst_tys)
+        -- NB: inst_tys can be longer than the univ tyvars
+        --     because the constructor might have existentials
     inst_theta = substTheta tenv stupid_theta
 \end{code}
 
@@ -850,61 +860,6 @@ simplification step.
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-               Type refinement
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-refineAlt :: DataCon           -- For tracing only
-         -> PatState 
-         -> [TcTyVar]          -- Existentials
-         -> [CoVar]            -- Equational constraints
-         -> BoxySigmaType      -- Pattern type
-         -> TcM PatState
-
-refineAlt con pstate ex_tvs [] pat_ty
-  | null $ dataConEqTheta con
-  = return pstate      -- Common case: no equational constraints
-
-refineAlt con pstate ex_tvs co_vars pat_ty
-  = do { opt_gadt <- doptM Opt_GADTs   -- No type-refinement unless GADTs are on
-       ; if (not opt_gadt) then return pstate
-         else do 
-
-       { checkTc (isRigidTy pat_ty) (nonRigidMatch con)
-       -- We are matching against a GADT constructor with non-trivial
-       -- constraints, but pattern type is wobbly.  For now we fail.
-       -- We can make sense of this, however:
-       -- Suppose MkT :: forall a b. (a:=:[b]) => b -> T a
-       --      (\x -> case x of { MkT v -> v })
-       -- We can infer that x must have type T [c], for some wobbly 'c'
-       -- and translate to
-       --      (\(x::T [c]) -> case x of
-       --                        MkT b (g::([c]:=:[b])) (v::b) -> v `cast` sym g
-       -- To implement this, we'd first instantiate the equational
-       -- constraints with *wobbly* type variables for the existentials;
-       -- then unify these constraints to make pat_ty the right shape;
-       -- then proceed exactly as in the rigid case
-
-               -- In the rigid case, we perform type refinement
-       ; case gadtRefine (pat_reft pstate) ex_tvs co_vars of {
-           Failed msg     -> failWithTc (inaccessibleAlt msg) ;
-           Succeeded reft -> do { traceTc trace_msg
-                                ; return (pstate { pat_reft = reft, pat_eqs = (pat_eqs pstate || not (null $ dataConEqTheta con)) }) }
-                   -- DO NOT refine the envt right away, because we 
-                   -- might be inside a lazy pattern.  Instead, refine pstate
-               where
-                   
-                   trace_msg = text "refineAlt:match" <+> 
-                               vcat [ ppr con <+> ppr ex_tvs,
-                                      ppr [(v, tyVarKind v) | v <- co_vars],
-                                      ppr reft]
-       } } }
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
                Overloaded literals
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -919,63 +874,37 @@ tcOverloadedLit :: InstOrigin
                 -> HsOverLit Name
                 -> BoxyRhoType
                 -> TcM (HsOverLit TcId)
-tcOverloadedLit orig lit@(HsIntegral i fi _) res_ty
-  | not (fi `isHsVar` fromIntegerName) -- Do not generate a LitInst for rebindable syntax.  
+tcOverloadedLit orig lit@(OverLit { ol_val = val, ol_rebindable = rebindable
+                                 , ol_witness = meth_name }) res_ty
+  | rebindable
+       -- Do not generate a LitInst for rebindable syntax.  
        -- Reason: If we do, tcSimplify will call lookupInst, which
        --         will call tcSyntaxName, which does unification, 
        --         which tcSimplify doesn't like
        -- ToDo: noLoc sadness
-  = do { integer_ty <- tcMetaTy integerTyConName
-       ; fi' <- tcSyntaxOp orig fi (mkFunTy integer_ty res_ty)
-       ; return (HsIntegral i (HsApp (noLoc fi') (nlHsLit (HsInteger i integer_ty))) res_ty) }
-
-  | Just expr <- shortCutIntLit i res_ty 
-  = return (HsIntegral i expr res_ty)
-
-  | otherwise
-  = do         { expr <- newLitInst orig lit res_ty
-       ; return (HsIntegral i expr res_ty) }
-
-tcOverloadedLit orig lit@(HsFractional r fr _) res_ty
-  | not (fr `isHsVar` fromRationalName)        -- c.f. HsIntegral case
-  = do { rat_ty <- tcMetaTy rationalTyConName
-       ; fr' <- tcSyntaxOp orig fr (mkFunTy rat_ty res_ty)
+  = do { hs_lit <- mkOverLit val
+       ; let lit_ty = hsLitType hs_lit
+       ; fi' <- tcSyntaxOp orig meth_name (mkFunTy lit_ty res_ty)
                -- Overloaded literals must have liftedTypeKind, because
                -- we're instantiating an overloaded function here,
                -- whereas res_ty might be openTypeKind. This was a bug in 6.2.2
                -- However this'll be picked up by tcSyntaxOp if necessary
-       ; return (HsFractional r (HsApp (noLoc fr') (nlHsLit (HsRat r rat_ty))) res_ty) }
-
-  | Just expr <- shortCutFracLit r res_ty 
-  = return (HsFractional r expr res_ty)
-
-  | otherwise
-  = do         { expr <- newLitInst orig lit res_ty
-       ; return (HsFractional r expr res_ty) }
-
-tcOverloadedLit orig lit@(HsIsString s fr _) res_ty
-  | not (fr `isHsVar` fromStringName)  -- c.f. HsIntegral case
-  = do { str_ty <- tcMetaTy stringTyConName
-       ; fr' <- tcSyntaxOp orig fr (mkFunTy str_ty res_ty)
-       ; return (HsIsString s (HsApp (noLoc fr') (nlHsLit (HsString s))) res_ty) }
+       ; let witness = HsApp (noLoc fi') (noLoc (HsLit hs_lit))
+       ; return (lit { ol_witness = witness, ol_type = res_ty }) }
 
-  | Just expr <- shortCutStringLit s res_ty 
-  = return (HsIsString s expr res_ty)
+  | Just expr <- shortCutLit val res_ty 
+  = return (lit { ol_witness = expr, ol_type = res_ty })
 
   | otherwise
-  = do         { expr <- newLitInst orig lit res_ty
-       ; return (HsIsString s expr res_ty) }
-
-newLitInst :: InstOrigin -> HsOverLit Name -> BoxyRhoType -> TcM (HsExpr TcId)
-newLitInst orig lit res_ty     -- Make a LitInst
   = do         { loc <- getInstLoc orig
        ; res_tau <- zapToMonotype res_ty
        ; new_uniq <- newUnique
-       ; let   lit_nm   = mkSystemVarName new_uniq FSLIT("lit")
+       ; let   lit_nm   = mkSystemVarName new_uniq (fsLit "lit")
                lit_inst = LitInst {tci_name = lit_nm, tci_lit = lit, 
                                    tci_ty = res_tau, tci_loc = loc}
+               witness = HsVar (instToId lit_inst)
        ; extendLIE lit_inst
-       ; return (HsVar (instToId lit_inst)) }
+       ; return (lit { ol_witness = witness, ol_type = res_ty }) }
 \end{code}
 
 
@@ -1051,18 +980,21 @@ patCtxt :: Pat Name -> Maybe Message     -- Not all patterns are worth pushing a con
 patCtxt (VarPat _)  = Nothing
 patCtxt (ParPat _)  = Nothing
 patCtxt (AsPat _ _) = Nothing
-patCtxt pat        = Just (hang (ptext SLIT("In the pattern:")) 
+patCtxt pat        = Just (hang (ptext (sLit "In the pattern:")) 
                               4 (ppr pat))
 
 -----------------------------------------------
 
+existentialExplode :: LPat Name -> SDoc
 existentialExplode pat
   = hang (vcat [text "My brain just exploded.",
-               text "I can't handle pattern bindings for existentially-quantified constructors.",
+               text "I can't handle pattern bindings for existential or GADT data constructors.",
                text "Instead, use a case-expression, or do-notation, to unpack the constructor.",
                text "In the binding group for"])
        4 (ppr pat)
 
+sigPatCtxt :: [LPat Var] -> [Var] -> [TcType] -> TcType -> TidyEnv
+           -> TcM (TidyEnv, SDoc)
 sigPatCtxt pats bound_tvs pat_tys body_ty tidy_env 
   = do { pat_tys' <- mapM zonkTcType pat_tys
        ; body_ty' <- zonkTcType body_ty
@@ -1070,10 +1002,10 @@ sigPatCtxt pats bound_tvs pat_tys body_ty tidy_env
              (env2, tidy_pat_tys) = tidyOpenTypes env1 pat_tys'
              (env3, tidy_body_ty) = tidyOpenType  env2 body_ty'
        ; return (env3,
-                sep [ptext SLIT("When checking an existential match that binds"),
+                sep [ptext (sLit "When checking an existential match that binds"),
                      nest 4 (vcat (zipWith ppr_id show_ids tidy_tys)),
-                     ptext SLIT("The pattern(s) have type(s):") <+> vcat (map ppr tidy_pat_tys),
-                     ptext SLIT("The body has type:") <+> ppr tidy_body_ty
+                     ptext (sLit "The pattern(s) have type(s):") <+> vcat (map ppr tidy_pat_tys),
+                     ptext (sLit "The body has type:") <+> ppr tidy_body_ty
                ]) }
   where
     bound_ids = collectPatsBinders pats
@@ -1085,34 +1017,62 @@ sigPatCtxt pats bound_tvs pat_tys body_ty tidy_env
 
 badFieldCon :: DataCon -> Name -> SDoc
 badFieldCon con field
-  = hsep [ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con),
-         ptext SLIT("does not have field"), quotes (ppr field)]
+  = hsep [ptext (sLit "Constructor") <+> quotes (ppr con),
+         ptext (sLit "does not have field"), quotes (ppr field)]
 
 polyPatSig :: TcType -> SDoc
 polyPatSig sig_ty
-  = hang (ptext SLIT("Illegal polymorphic type signature in pattern:"))
+  = hang (ptext (sLit "Illegal polymorphic type signature in pattern:"))
        2 (ppr sig_ty)
 
-badTypePat pat = ptext SLIT("Illegal type pattern") <+> ppr pat
+badSigPat :: TcType -> SDoc
+badSigPat pat_ty = ptext (sLit "Pattern signature must exactly match:") <+> 
+                   ppr pat_ty
+
+badTypePat :: Pat Name -> SDoc
+badTypePat pat = ptext (sLit "Illegal type pattern") <+> ppr pat
 
 existentialProcPat :: DataCon -> SDoc
 existentialProcPat con
-  = hang (ptext SLIT("Illegal constructor") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("in a 'proc' pattern"))
-       2 (ptext SLIT("Proc patterns cannot use existentials or GADTs"))
+  = hang (ptext (sLit "Illegal constructor") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "in a 'proc' pattern"))
+       2 (ptext (sLit "Proc patterns cannot use existentials or GADTs"))
 
-lazyPatErr pat tvs
+lazyPatErr :: Pat name -> [TcTyVar] -> TcM ()
+lazyPatErr _ tvs
   = failWithTc $
-    hang (ptext SLIT("A lazy (~) pattern cannot bind existential type variables"))
+    hang (ptext (sLit "A lazy (~) pattern cannot match existential or GADT data constructors"))
        2 (vcat (map pprSkolTvBinding tvs))
 
-nonRigidMatch con
-  =  hang (ptext SLIT("GADT pattern match in non-rigid context for") <+> quotes (ppr con))
-       2 (ptext SLIT("Tell GHC HQ if you'd like this to unify the context"))
-
-nonRigidResult res_ty
-  =  hang (ptext SLIT("GADT pattern match with non-rigid result type") <+> quotes (ppr res_ty))
-       2 (ptext SLIT("Tell GHC HQ if you'd like this to unify the context"))
+lazyUnliftedPatErr :: OutputableBndr name => Pat name -> TcM ()
+lazyUnliftedPatErr pat
+  = failWithTc $
+    hang (ptext (sLit "A lazy (~) pattern cannot contain unlifted types"))
+       2 (ppr pat)
 
-inaccessibleAlt msg
-  = hang (ptext SLIT("Inaccessible case alternative:")) 2 msg
+nonRigidMatch :: PatCtxt -> DataCon -> SDoc
+nonRigidMatch ctxt con
+  =  hang (ptext (sLit "GADT pattern match in non-rigid context for") <+> quotes (ppr con))
+       2 (ptext (sLit "Probable solution: add a type signature for") <+> what ctxt)
+  where
+     what (APat (FunRhs f _)) = quotes (ppr f)
+     what (APat CaseAlt)      = ptext (sLit "the scrutinee of the case expression")
+     what (APat LambdaExpr )  = ptext (sLit "the lambda expression")
+     what (APat (StmtCtxt _)) = ptext (sLit "the right hand side of a do/comprehension binding")
+     what _other             = ptext (sLit "something")
+
+nonRigidResult :: PatCtxt -> Type -> TcM a
+nonRigidResult ctxt res_ty
+  = do { env0 <- tcInitTidyEnv
+       ; let (env1, res_ty') = tidyOpenType env0 res_ty
+             msg = hang (ptext (sLit "GADT pattern match with non-rigid result type")
+                               <+> quotes (ppr res_ty'))
+                        2 (ptext (sLit "Solution: add a type signature for")
+                                 <+> what ctxt )
+       ; failWithTcM (env1, msg) }
+  where
+     what (APat (FunRhs f _)) = quotes (ppr f)
+     what (APat CaseAlt)      = ptext (sLit "the entire case expression")
+     what (APat LambdaExpr)   = ptext (sLit "the lambda exression")
+     what (APat (StmtCtxt _)) = ptext (sLit "the entire do/comprehension expression")
+     what _other              = ptext (sLit "something")
 \end{code}