Store a SrcSpan instead of a SrcLoc inside a Name
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcSimplify.lhs
index 794e09d..b9ff789 100644 (file)
@@ -15,7 +15,7 @@ module TcSimplify (
        tcSimplifyBracket, tcSimplifyCheckPat,
 
        tcSimplifyDeriv, tcSimplifyDefault,
-       bindInstsOfLocalFuns
+       bindInstsOfLocalFuns, bindIrreds,
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -28,11 +28,10 @@ import Inst
 import TcEnv
 import InstEnv
 import TcGadt
-import TcMType
 import TcType
+import TcMType
 import TcIface
 import Var
-import TyCon
 import Name
 import NameSet
 import Class
@@ -398,8 +397,8 @@ When m is later unified with [], we can solve both constraints.
                Notes on implicit parameters
        --------------------------------------
 
-Question 1: can we "inherit" implicit parameters
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Note [Inheriting implicit parameters]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Consider this:
 
        f x = (x::Int) + ?y
@@ -424,6 +423,21 @@ BOTTOM LINE: when *inferring types* you *must* quantify
 over implicit parameters. See the predicate isFreeWhenInferring.
 
 
+Note [Implicit parameters and ambiguity] 
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+What type should we infer for this?
+       f x = (show ?y, x::Int)
+Since we must quantify over the ?y, the most plausible type is
+       f :: (Show a, ?y::a) => Int -> (String, Int)
+But notice that the type of the RHS is (String,Int), with no type 
+varibables mentioned at all!  The type of f looks ambiguous.  But
+it isn't, because at a call site we might have
+       let ?y = 5::Int in f 7
+and all is well.  In effect, implicit parameters are, well, parameters,
+so we can take their type variables into account as part of the
+"tau-tvs" stuff.  This is done in the function 'FunDeps.grow'.
+
+
 Question 2: type signatures
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 BUT WATCH OUT: When you supply a type signature, we can't force you
@@ -642,42 +656,81 @@ tcSimplifyInfer
        :: SDoc
        -> TcTyVarSet           -- fv(T); type vars
        -> [Inst]               -- Wanted
-       -> TcM ([TcTyVar],      -- Tyvars to quantify (zonked)
-               TcDictBinds,    -- Bindings
-               [TcId])         -- Dict Ids that must be bound here (zonked)
+       -> TcM ([TcTyVar],      -- Tyvars to quantify (zonked and quantified)
+               [Inst],         -- Dict Ids that must be bound here (zonked)
+               TcDictBinds)    -- Bindings
        -- Any free (escaping) Insts are tossed into the environment
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
-tcSimplifyInfer doc tau_tvs wanted_lie
-  = do { let try_me inst | isDict inst = Stop                  -- Dicts
-                         | otherwise   = ReduceMe NoSCs        -- Lits, Methods, 
-                                                               -- and impliciation constraints
-               -- In an effort to make the inferred types simple, we try 
-               -- to squeeze out implication constraints if we can.
-               -- See Note [Squashing methods]
-
-       ; (binds1, irreds) <- checkLoop (mkRedEnv doc try_me []) wanted_lie
-
-       ; tau_tvs' <- zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)
+tcSimplifyInfer doc tau_tvs wanted
+  = do { tau_tvs' <- zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)
+       ; wanted' <- mappM zonkInst wanted      -- Zonk before deciding quantified tyvars
        ; gbl_tvs  <- tcGetGlobalTyVars
-       ; let preds = fdPredsOfInsts irreds
+       ; let preds = fdPredsOfInsts wanted'
              qtvs  = grow preds tau_tvs' `minusVarSet` oclose preds gbl_tvs
-             (free, bound) = partition (isFreeWhenInferring qtvs) irreds
+             (free, bound) = partition (isFreeWhenInferring qtvs) wanted'
+       ; traceTc (text "infer" <+> (ppr preds $$ ppr (grow preds tau_tvs') $$ ppr gbl_tvs $$ ppr (oclose preds gbl_tvs) $$ ppr free $$ ppr bound))
+       ; extendLIEs free
 
-               -- Remove redundant superclasses from 'bound'
-               -- The 'Stop' try_me result does not do so, 
-               -- see Note [No superclasses for Stop]
+               -- To make types simple, reduce as much as possible
        ; let try_me inst = ReduceMe AddSCs
-       ; (binds2, irreds) <- checkLoop (mkRedEnv doc try_me []) bound
+       ; (irreds, binds) <- checkLoop (mkRedEnv doc try_me []) bound
 
-       ; extendLIEs free
-       ; return (varSetElems qtvs, binds1 `unionBags` binds2, map instToId irreds) }
+       ; qtvs' <- zonkQuantifiedTyVars (varSetElems qtvs)
+
+       -- We can't abstract over implications
+       ; let (dicts, implics) = partition isDict irreds
+       ; loc <- getInstLoc (ImplicOrigin doc)
+       ; implic_bind <- bindIrreds loc qtvs' dicts implics
+
+       ; return (qtvs', dicts, binds `unionBags` implic_bind) }
        -- NB: when we are done, we might have some bindings, but
        -- the final qtvs might be empty.  See Note [NO TYVARS] below.
 \end{code}
 
+\begin{code}
+-----------------------------------------------------------
+-- tcSimplifyInferCheck is used when we know the constraints we are to simplify
+-- against, but we don't know the type variables over which we are going to quantify.
+-- This happens when we have a type signature for a mutually recursive group
+tcSimplifyInferCheck
+        :: InstLoc
+        -> TcTyVarSet          -- fv(T)
+        -> [Inst]              -- Given
+        -> [Inst]              -- Wanted
+        -> TcM ([TyVar],       -- Fully zonked, and quantified
+                TcDictBinds)   -- Bindings
+
+tcSimplifyInferCheck loc tau_tvs givens wanteds
+  = do { (irreds, binds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
+
+       -- Figure out which type variables to quantify over
+       -- You might think it should just be the signature tyvars,
+       -- but in bizarre cases you can get extra ones
+       --      f :: forall a. Num a => a -> a
+       --      f x = fst (g (x, head [])) + 1
+       --      g a b = (b,a)
+       -- Here we infer g :: forall a b. a -> b -> (b,a)
+       -- We don't want g to be monomorphic in b just because
+       -- f isn't quantified over b.
+       ; let all_tvs = varSetElems (tau_tvs `unionVarSet` tyVarsOfInsts givens)
+       ; all_tvs <- zonkTcTyVarsAndFV all_tvs
+       ; gbl_tvs <- tcGetGlobalTyVars
+       ; let qtvs = varSetElems (all_tvs `minusVarSet` gbl_tvs)
+               -- We could close gbl_tvs, but its not necessary for
+               -- soundness, and it'll only affect which tyvars, not which
+               -- dictionaries, we quantify over
+
+       ; qtvs' <- zonkQuantifiedTyVars qtvs
+
+               -- Now we are back to normal (c.f. tcSimplCheck)
+       ; implic_bind <- bindIrreds loc qtvs' givens irreds
+
+       ; return (qtvs', binds `unionBags` implic_bind) }
+\end{code}
+
 Note [Squashing methods]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Be careful if you want to float methods more:
@@ -719,9 +772,9 @@ The net effect of [NO TYVARS]
 \begin{code}
 isFreeWhenInferring :: TyVarSet -> Inst        -> Bool
 isFreeWhenInferring qtvs inst
-  =  isFreeWrtTyVars qtvs inst         -- Constrains no quantified vars
-  && isInheritableInst inst            -- And no implicit parameter involved
-                                       -- (see "Notes on implicit parameters")
+  =  isFreeWrtTyVars qtvs inst -- Constrains no quantified vars
+  && isInheritableInst inst    -- and no implicit parameter involved
+                               --   see Note [Inheriting implicit parameters]
 
 {-     No longer used (with implication constraints)
 isFreeWhenChecking :: TyVarSet -- Quantified tyvars
@@ -756,10 +809,9 @@ tcSimplifyCheck    :: InstLoc
                -> [Inst]               -- Wanted
                -> TcM TcDictBinds      -- Bindings
 tcSimplifyCheck loc qtvs givens wanteds 
-  = ASSERT( all isSkolemTyVar qtvs )
-    do { (binds, irreds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
-       ; implic_bind <- bindIrreds loc [] emptyRefinement 
-                                            qtvs givens irreds
+  = ASSERT( all isTcTyVar qtvs && all isSkolemTyVar qtvs )
+    do { (irreds, binds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
+       ; implic_bind <- bindIrreds loc qtvs givens irreds
        ; return (binds `unionBags` implic_bind) }
 
 -----------------------------------------------------------
@@ -771,26 +823,37 @@ tcSimplifyCheckPat :: InstLoc
                   -> [Inst]            -- Wanted
                   -> TcM TcDictBinds   -- Bindings
 tcSimplifyCheckPat loc co_vars reft qtvs givens wanteds
-  = ASSERT( all isSkolemTyVar qtvs )
-    do { (binds, irreds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
-       ; implic_bind <- bindIrreds loc co_vars reft 
-                                   qtvs givens irreds
+  = ASSERT( all isTcTyVar qtvs && all isSkolemTyVar qtvs )
+    do { (irreds, binds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
+       ; implic_bind <- bindIrredsR loc qtvs co_vars reft 
+                                   givens irreds
        ; return (binds `unionBags` implic_bind) }
 
 -----------------------------------------------------------
-bindIrreds :: InstLoc -> [CoVar] -> Refinement
-          -> [TcTyVar] -> [Inst] -> [Inst]
-          -> TcM TcDictBinds   
+bindIrreds :: InstLoc -> [TcTyVar]
+          -> [Inst] -> [Inst]
+          -> TcM TcDictBinds
+bindIrreds loc qtvs givens irreds 
+  = bindIrredsR loc qtvs [] emptyRefinement givens irreds
+
+bindIrredsR :: InstLoc -> [TcTyVar] -> [CoVar]
+           -> Refinement -> [Inst] -> [Inst]
+           -> TcM TcDictBinds  
 -- Make a binding that binds 'irreds', by generating an implication
 -- constraint for them, *and* throwing the constraint into the LIE
-bindIrreds loc co_vars reft qtvs givens irreds
+bindIrredsR loc qtvs co_vars reft givens irreds
+  | null irreds
+  = return emptyBag
+  | otherwise
   = do { let givens' = filter isDict givens
                -- The givens can include methods
+               -- See Note [Pruning the givens in an implication constraint]
 
-          -- If there are no 'givens', then it's safe to 
+          -- If there are no 'givens' *and* the refinement is empty
+          -- (the refinement is like more givens), then it's safe to 
           -- partition the 'wanteds' by their qtvs, thereby trimming irreds
           -- See Note [Freeness and implications]
-       ; irreds' <- if null givens'
+       ; irreds' <- if null givens' && isEmptyRefinement reft
                     then do
                        { let qtv_set = mkVarSet qtvs
                              (frees, real_irreds) = partition (isFreeWrtTyVars qtv_set) irreds
@@ -800,7 +863,8 @@ bindIrreds loc co_vars reft qtvs givens irreds
        
        ; let all_tvs = qtvs ++ co_vars -- Abstract over all these
        ; (implics, bind) <- makeImplicationBind loc all_tvs reft givens' irreds'
-                               -- This call does the real work
+                       -- This call does the real work
+                       -- If irreds' is empty, it does something sensible
        ; extendLIEs implics
        ; return bind } 
 
@@ -813,6 +877,8 @@ makeImplicationBind :: InstLoc -> [TcTyVar] -> Refinement
 -- The binding looks like
 --     (ir1, .., irn) = f qtvs givens
 -- where f is (evidence for) the new implication constraint
+--     f :: forall qtvs. {reft} givens => (ir1, .., irn)
+-- qtvs includes coercion variables
 --
 -- This binding must line up the 'rhs' in reduceImplication
 makeImplicationBind loc all_tvs reft
@@ -823,7 +889,7 @@ makeImplicationBind loc all_tvs reft
  | otherwise                   -- Otherwise we must generate a binding
  = do  { uniq <- newUnique 
        ; span <- getSrcSpanM
-       ; let name = mkInternalName uniq (mkVarOcc "ic") (srcSpanStart span)
+       ; let name = mkInternalName uniq (mkVarOcc "ic") span
              implic_inst = ImplicInst { tci_name = name, tci_reft = reft,
                                         tci_tyvars = all_tvs, 
                                         tci_given = givens,
@@ -846,8 +912,7 @@ makeImplicationBind loc all_tvs reft
 -----------------------------------------------------------
 topCheckLoop :: SDoc
             -> [Inst]                  -- Wanted
-            -> TcM (TcDictBinds,
-                    [Inst])            -- Irreducible
+            -> TcM ([Inst], TcDictBinds)
 
 topCheckLoop doc wanteds
   = checkLoop (mkRedEnv doc try_me []) wanteds
@@ -858,8 +923,7 @@ topCheckLoop doc wanteds
 innerCheckLoop :: InstLoc
               -> [Inst]                -- Given
               -> [Inst]                -- Wanted
-              -> TcM (TcDictBinds,
-                      [Inst])          -- Irreducible
+              -> TcM ([Inst], TcDictBinds)
 
 innerCheckLoop inst_loc givens wanteds
   = checkLoop env wanteds
@@ -900,10 +964,8 @@ with topCheckLooop.
 -----------------------------------------------------------
 checkLoop :: RedEnv
          -> [Inst]                     -- Wanted
-         -> TcM (TcDictBinds,
-                 [Inst])               -- Irreducible
--- Precondition: the try_me never returns Free
---              givens are completely rigid
+         -> TcM ([Inst], TcDictBinds)
+-- Precondition: givens are completely rigid
 
 checkLoop env wanteds
   = do { -- Givens are skolems, so no need to zonk them
@@ -912,7 +974,7 @@ checkLoop env wanteds
        ; (improved, binds, irreds) <- reduceContext env wanteds'
 
        ; if not improved then
-            return (binds, irreds)
+            return (irreds, binds)
          else do
 
        -- If improvement did some unification, we go round again.
@@ -920,8 +982,8 @@ checkLoop env wanteds
        -- Using an instance decl might have introduced a fresh type variable
        -- which might have been unified, so we'd get an infinite loop
        -- if we started again with wanteds!  See Note [LOOP]
-       { (binds1, irreds1) <- checkLoop env irreds
-       ; return (binds `unionBags` binds1, irreds1) } }
+       { (irreds1, binds1) <- checkLoop env irreds
+       ; return (irreds1, binds `unionBags` binds1) } }
 \end{code}
 
 Note [LOOP]
@@ -942,45 +1004,6 @@ on both the Lte and If constraints.  What we *can't* do is start again
 with (Max Z (S x) y)!
 
 
-\begin{code}
------------------------------------------------------------
--- tcSimplifyInferCheck is used when we know the constraints we are to simplify
--- against, but we don't know the type variables over which we are going to quantify.
--- This happens when we have a type signature for a mutually recursive group
-tcSimplifyInferCheck
-        :: InstLoc
-        -> TcTyVarSet          -- fv(T)
-        -> [Inst]              -- Given
-        -> [Inst]              -- Wanted
-        -> TcM ([TcTyVar],     -- Variables over which to quantify
-                TcDictBinds)   -- Bindings
-
-tcSimplifyInferCheck loc tau_tvs givens wanteds
-  = do { (binds, irreds) <- innerCheckLoop loc givens wanteds
-
-       -- Figure out which type variables to quantify over
-       -- You might think it should just be the signature tyvars,
-       -- but in bizarre cases you can get extra ones
-       --      f :: forall a. Num a => a -> a
-       --      f x = fst (g (x, head [])) + 1
-       --      g a b = (b,a)
-       -- Here we infer g :: forall a b. a -> b -> (b,a)
-       -- We don't want g to be monomorphic in b just because
-       -- f isn't quantified over b.
-       ; let all_tvs = varSetElems (tau_tvs `unionVarSet` tyVarsOfInsts givens)
-       ; all_tvs <- zonkTcTyVarsAndFV all_tvs
-       ; gbl_tvs <- tcGetGlobalTyVars
-       ; let qtvs = varSetElems (all_tvs `minusVarSet` gbl_tvs)
-               -- We could close gbl_tvs, but its not necessary for
-               -- soundness, and it'll only affect which tyvars, not which
-               -- dictionaries, we quantify over
-
-               -- Now we are back to normal (c.f. tcSimplCheck)
-       ; implic_bind <- bindIrreds loc [] emptyRefinement 
-                                          qtvs givens irreds
-       ; return (qtvs, binds `unionBags` implic_bind) }
-\end{code}
-
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -1033,7 +1056,7 @@ tcSimplifySuperClasses
        -> [Inst]       -- Wanted
        -> TcM TcDictBinds
 tcSimplifySuperClasses loc givens sc_wanteds
-  = do { (binds1, irreds) <- checkLoop env sc_wanteds
+  = do { (irreds, binds1) <- checkLoop env sc_wanteds
        ; let (tidy_env, tidy_irreds) = tidyInsts irreds
        ; reportNoInstances tidy_env (Just (loc, givens)) tidy_irreds
        ; return binds1 }
@@ -1152,7 +1175,7 @@ tcSimplifyRestricted      -- Used for restricted binding groups
        -> [Name]               -- Things bound in this group
        -> TcTyVarSet           -- Free in the type of the RHSs
        -> [Inst]               -- Free in the RHSs
-       -> TcM ([TcTyVar],      -- Tyvars to quantify (zonked)
+       -> TcM ([TyVar],        -- Tyvars to quantify (zonked and quantified)
                TcDictBinds)    -- Bindings
        -- tcSimpifyRestricted returns no constraints to
        -- quantify over; by definition there are none.
@@ -1160,7 +1183,7 @@ tcSimplifyRestricted      -- Used for restricted binding groups
 
 tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- Zonk everything in sight
-  = mappM zonkInst wanteds                     `thenM` \ wanteds' ->
+  = do { wanteds' <- mappM zonkInst wanteds
 
        -- 'ReduceMe': Reduce as far as we can.  Don't stop at
        -- dicts; the idea is to get rid of as many type
@@ -1171,23 +1194,34 @@ tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        -- BUT do no improvement!  See Plan D above
        -- HOWEVER, some unification may take place, if we instantiate
        --          a method Inst with an equality constraint
-    let env = mkNoImproveRedEnv doc (\i -> ReduceMe AddSCs)
-    in
-    reduceContext env wanteds'                 `thenM` \ (_imp, _binds, constrained_dicts) ->
+       ; let env = mkNoImproveRedEnv doc (\i -> ReduceMe AddSCs)
+       ; (_imp, _binds, constrained_dicts) <- reduceContext env wanteds'
 
        -- Next, figure out the tyvars we will quantify over
-    zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)    `thenM` \ tau_tvs' ->
-    tcGetGlobalTyVars                          `thenM` \ gbl_tvs' ->
-    mappM zonkInst constrained_dicts           `thenM` \ constrained_dicts' ->
-    let
-       constrained_tvs' = tyVarsOfInsts constrained_dicts'
-       qtvs = (tau_tvs' `minusVarSet` oclose (fdPredsOfInsts constrained_dicts) gbl_tvs')
-                        `minusVarSet` constrained_tvs'
-    in
-    traceTc (text "tcSimplifyRestricted" <+> vcat [
+       ; tau_tvs' <- zonkTcTyVarsAndFV (varSetElems tau_tvs)
+       ; gbl_tvs' <- tcGetGlobalTyVars
+       ; constrained_dicts' <- mappM zonkInst constrained_dicts
+
+       ; let qtvs1 = tau_tvs' `minusVarSet` oclose (fdPredsOfInsts constrained_dicts) gbl_tvs'
+                               -- As in tcSimplifyInfer
+
+               -- Do not quantify over constrained type variables:
+               -- this is the monomorphism restriction
+             constrained_tvs' = tyVarsOfInsts constrained_dicts'
+             qtvs = qtvs1 `minusVarSet` constrained_tvs'
+             pp_bndrs = pprWithCommas (quotes . ppr) bndrs
+
+       -- Warn in the mono
+       ; warn_mono <- doptM Opt_WarnMonomorphism
+       ; warnTc (warn_mono && (constrained_tvs' `intersectsVarSet` qtvs1))
+                (vcat[ ptext SLIT("the Monomorphism Restriction applies to the binding")
+                               <> plural bndrs <+> ptext SLIT("for") <+> pp_bndrs,
+                       ptext SLIT("Consider giving a type signature for") <+> pp_bndrs])
+
+       ; traceTc (text "tcSimplifyRestricted" <+> vcat [
                pprInsts wanteds, pprInsts constrained_dicts',
                ppr _binds,
-               ppr constrained_tvs', ppr tau_tvs', ppr qtvs ]) `thenM_`
+               ppr constrained_tvs', ppr tau_tvs', ppr qtvs ])
 
        -- The first step may have squashed more methods than
        -- necessary, so try again, this time more gently, knowing the exact
@@ -1205,27 +1239,23 @@ tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
        --
        -- At top level, we *do* squash methods becuase we want to 
        -- expose implicit parameters to the test that follows
-    let
-       is_nested_group = isNotTopLevel top_lvl
-        try_me inst | isFreeWrtTyVars qtvs inst,
-                     (is_nested_group || isDict inst) = Stop
-                   | otherwise                        = ReduceMe AddSCs
-       env = mkNoImproveRedEnv doc try_me
-   in
-    reduceContext env wanteds'   `thenM` \ (_imp, binds, irreds) ->
-    ASSERT( all (isFreeWrtTyVars qtvs) irreds )        -- None should be captured
+       ; let is_nested_group = isNotTopLevel top_lvl
+             try_me inst | isFreeWrtTyVars qtvs inst,
+                          (is_nested_group || isDict inst) = Stop
+                         | otherwise            = ReduceMe AddSCs
+             env = mkNoImproveRedEnv doc try_me
+       ; (_imp, binds, irreds) <- reduceContext env wanteds'
 
        -- See "Notes on implicit parameters, Question 4: top level"
-    if is_nested_group then
-       extendLIEs irreds       `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs, binds)
-    else
-       let
-           (non_ips, bad_ips) = partition isClassDict irreds
-       in    
-       addTopIPErrs bndrs bad_ips      `thenM_`
-       extendLIEs non_ips              `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs, binds)
+       ; ASSERT( all (isFreeWrtTyVars qtvs) irreds )   -- None should be captured
+         if is_nested_group then
+               extendLIEs irreds
+         else do { let (bad_ips, non_ips) = partition isIPDict irreds
+                 ; addTopIPErrs bndrs bad_ips
+                 ; extendLIEs non_ips }
+
+       ; qtvs' <- zonkQuantifiedTyVars (varSetElems qtvs)
+       ; return (qtvs', binds) }
 \end{code}
 
 
@@ -1422,7 +1452,7 @@ bindInstsOfLocalFuns wanteds local_ids
     returnM emptyLHsBinds
 
   | otherwise
-  = do { (binds, irreds) <- checkLoop env for_me
+  = do { (irreds, binds) <- checkLoop env for_me
        ; extendLIEs not_for_me 
        ; extendLIEs irreds
        ; return binds }
@@ -1805,10 +1835,12 @@ reduceImplication env orig_avails reft tvs extra_givens wanteds inst_loc
                         , red_try_me = try_me }
 
        ; traceTc (text "reduceImplication" <+> vcat
-                       [ ppr (red_givens env), ppr extra_givens, ppr reft, ppr wanteds ])
+                       [ ppr orig_avails,
+                         ppr (red_givens env), ppr extra_givens, 
+                         ppr reft, ppr wanteds, ppr avails ])
        ; avails <- reduceList env' wanteds avails
 
-               -- Extract the binding (no frees, because try_me never says Free)
+               -- Extract the binding
        ; (binds, irreds) <- extractResults avails wanteds
  
                -- We always discard the extra avails we've generated;
@@ -1861,6 +1893,20 @@ We can satisfy the (C Int) from the superclass of D, so we don't want
 to float the (C Int) out, even though it mentions no type variable in
 the constraints!
 
+Note [Pruning the givens in an implication constraint]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Suppose we are about to form the implication constraint
+       forall tvs.  Eq a => Ord b
+The (Eq a) cannot contribute to the (Ord b), because it has no access to
+the type variable 'b'.  So we could filter out the (Eq a) from the givens.
+
+Doing so would be a bit tidier, but all the implication constraints get
+simplified away by the optimiser, so it's no great win.   So I don't take
+advantage of that at the moment.
+
+If you do, BE CAREFUL of wobbly type variables.
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
                Avails and AvailHow: the pool of evidence
@@ -1971,18 +2017,12 @@ extractResults (Avails _ avails) wanteds
                -- The sought Id can be one of the givens, via a superclass chain
                -- and then we definitely don't want to generate an x=x binding!
 
---             | getSrcLoc id `precedesSrcLoc` srcSpanStart span
---             -> go avails (addBind binds w_span id (nlHsVar w_id)) irreds ws
-
                | otherwise
                -> go avails (addBind binds w (nlHsVar id)) irreds ws
 
          Just (Rhs rhs ws') -> go (add_given avails w) new_binds irreds (ws' ++ ws)
                             where
                                new_binds = addBind binds w rhs
-       where
-         w_span = instSpan w
-         w_id = instToId w
 
     add_given avails w = extendAvailEnv avails w (Given (instToId w))
 
@@ -2020,7 +2060,9 @@ addRefinedGiven :: Refinement -> ([Inst], Avails) -> Inst -> TcM ([Inst], Avails
 addRefinedGiven reft (refined_givens, avails) given
   | isDict given       -- We sometimes have 'given' methods, but they
                        -- are always optional, so we can drop them
-  , Just (co, pred) <- refinePred reft (dictPred given)
+  , let pred = dictPred given
+  , isRefineablePred pred      -- See Note [ImplicInst rigidity]
+  , Just (co, pred) <- refinePred reft pred
   = do         { new_given <- newDictBndr (instLoc given) pred
        ; let rhs = L (instSpan given) $
                    HsWrap (WpCo co) (HsVar (instToId given))
@@ -2031,7 +2073,30 @@ addRefinedGiven reft (refined_givens, avails) given
            -- and hopefully the optimiser will spot the duplicated work
   | otherwise
   = return (refined_givens, avails)
+\end{code}
+
+Note [ImplicInst rigidity]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider
+       C :: forall ab. (Eq a, Ord b) => b -> T a
+       
+       ...(case x of C v -> <body>)...
+
+From the case (where x::T ty) we'll get an implication constraint
+       forall b. (Eq ty, Ord b) => <body-constraints>
+Now suppose <body-constraints> itself has an implication constraint 
+of form
+       forall c. <reft> => <payload>
+Then, we can certainly apply the refinement <reft> to the Ord b, becuase it is
+existential, but we probably should not apply it to the (Eq ty) because it may
+be wobbly. Hence the isRigidInst
+
+@Insts@ are ordered by their class/type info, rather than by their
+unique.  This allows the context-reduction mechanism to use standard finite
+maps to do their stuff.  It's horrible that this code is here, rather
+than with the Avails handling stuff in TcSimplify
 
+\begin{code}
 addIrred :: WantSCs -> Avails -> Inst -> TcM Avails
 addIrred want_scs avails irred = ASSERT2( not (irred `elemAvails` avails), ppr irred $$ ppr avails )
                                 addAvailAndSCs want_scs avails irred IsIrred
@@ -2134,7 +2199,7 @@ tc_simplify_top doc interactive wanteds
   = do { wanteds <- mapM zonkInst wanteds
        ; mapM_ zonkTopTyVar (varSetElems (tyVarsOfInsts wanteds))
 
-       ; (binds1, irreds1) <- topCheckLoop doc wanteds
+       ; (irreds1, binds1) <- topCheckLoop doc wanteds
 
        ; if null irreds1 then 
                return binds1
@@ -2142,10 +2207,9 @@ tc_simplify_top doc interactive wanteds
        -- OK, so there are some errors
        {       -- Use the defaulting rules to do extra unification
                -- NB: irreds are already zonked
-       ; extended_default <- if interactive then return True
-                             else doptM Opt_ExtendedDefaultRules
-       ; disambiguate extended_default irreds1 -- Does unification
-       ; (binds2, irreds2) <- topCheckLoop doc irreds1
+       ; dflags <- getDOpts
+       ; disambiguate interactive dflags irreds1       -- Does unification
+       ; (irreds2, binds2) <- topCheckLoop doc irreds1
 
                -- Deal with implicit parameter
        ; let (bad_ips, non_ips) = partition isIPDict irreds2
@@ -2192,24 +2256,23 @@ Since we're not using the result of @foo@, the result if (presumably)
 @void@.
 
 \begin{code}
-disambiguate :: Bool -> [Inst] -> TcM ()
+disambiguate :: Bool -> DynFlags -> [Inst] -> TcM ()
        -- Just does unification to fix the default types
        -- The Insts are assumed to be pre-zonked
-disambiguate extended_defaulting insts
+disambiguate interactive dflags insts
   | null defaultable_groups
-  = return ()
+  = do { traceTc (text "disambigutate" <+> vcat [ppr unaries, ppr bad_tvs, ppr defaultable_groups])
+       ;     return () }
   | otherwise
   = do         {       -- Figure out what default types to use
-         mb_defaults <- getDefaultTys
-       ; default_tys <- case mb_defaults of
-                          Just tys -> return tys
-                          Nothing  ->  -- No use-supplied default;
-                                       -- use [Integer, Double]
-                               do { integer_ty <- tcMetaTy integerTyConName
-                                  ; checkWiredInTyCon doubleTyCon
-                                  ; return [integer_ty, doubleTy] }
+       ; default_tys <- getDefaultTys extended_defaulting ovl_strings
+
+       ; traceTc (text "disambigutate" <+> vcat [ppr unaries, ppr bad_tvs, ppr defaultable_groups])
        ; mapM_ (disambigGroup default_tys) defaultable_groups  }
   where
+   extended_defaulting = interactive || dopt Opt_ExtendedDefaultRules dflags
+   ovl_strings = dopt Opt_OverloadedStrings dflags
+
    unaries :: [(Inst,Class, TcTyVar)]  -- (C tv) constraints
    bad_tvs :: TcTyVarSet         -- Tyvars mentioned by *other* constraints
    (unaries, bad_tvs) = getDefaultableDicts insts
@@ -2221,21 +2284,26 @@ disambiguate extended_defaulting insts
 
    defaultable_group :: [(Inst,Class,TcTyVar)] -> Bool
    defaultable_group ds@((_,_,tv):_)
-       =  not (isSkolemTyVar tv)       -- Note [Avoiding spurious errors]
+       =  isTyConableTyVar tv  -- Note [Avoiding spurious errors]
        && not (tv `elemVarSet` bad_tvs)
        && defaultable_classes [c | (_,c,_) <- ds]
    defaultable_group [] = panic "defaultable_group"
 
    defaultable_classes clss 
        | extended_defaulting = any isInteractiveClass clss
-       | otherwise = all isStandardClass clss && any isNumericClass clss
+       | otherwise           = all is_std_class clss && (any is_num_class clss)
 
        -- In interactive mode, or with -fextended-default-rules,
        -- we default Show a to Show () to avoid graututious errors on "show []"
    isInteractiveClass cls 
-       = isNumericClass cls
-       || (classKey cls `elem` [showClassKey, eqClassKey, ordClassKey])
+       = is_num_class cls || (classKey cls `elem` [showClassKey, eqClassKey, ordClassKey])
 
+   is_num_class cls = isNumericClass cls || (ovl_strings && (cls `hasKey` isStringClassKey))
+       -- is_num_class adds IsString to the standard numeric classes, 
+       -- when -foverloaded-strings is enabled
+
+   is_std_class cls = isStandardClass cls || (ovl_strings && (cls `hasKey` isStringClassKey))
+       -- Similarly is_std_class
 
 disambigGroup :: [Type]                        -- The default types
              -> [(Inst,Class,TcTyVar)] -- All standard classes of form (C a)
@@ -2260,8 +2328,43 @@ disambigGroup default_tys dicts
                -- After this we can't fail
           ; warnDefault dicts default_ty
           ; unifyType default_ty (mkTyVarTy tyvar) }
+
+
+getDefaultTys :: Bool -> Bool -> TcM [Type]
+getDefaultTys extended_deflts ovl_strings
+  = do { mb_defaults <- getDeclaredDefaultTys
+       ; case mb_defaults of {
+          Just tys -> return tys ;     -- User-supplied defaults
+          Nothing  -> do
+
+       -- No use-supplied default
+       -- Use [Integer, Double], plus modifications
+       { integer_ty <- tcMetaTy integerTyConName
+       ; checkWiredInTyCon doubleTyCon
+       ; string_ty <- tcMetaTy stringTyConName
+       ; return (opt_deflt extended_deflts unitTy
+                       -- Note [Default unitTy]
+                       ++
+                 [integer_ty,doubleTy]
+                       ++
+                 opt_deflt ovl_strings string_ty) } } }
+  where
+    opt_deflt True  ty = [ty]
+    opt_deflt False ty = []
 \end{code}
 
+Note [Default unitTy]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In interative mode (or with -fextended-default-rules) we add () as the first type we
+try when defaulting.  This has very little real impact, except in the following case.
+Consider: 
+       Text.Printf.printf "hello"
+This has type (forall a. IO a); it prints "hello", and returns 'undefined'.  We don't
+want the GHCi repl loop to try to print that 'undefined'.  The neatest thing is to
+default the 'a' to (), rather than to Integer (which is what would otherwise happen;
+and then GHCi doesn't attempt to print the ().  So in interactive mode, we add
+() to the list of defaulting types.  See Trac #1200.
+
 Note [Avoiding spurious errors]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 When doing the unification for defaulting, we check for skolem
@@ -2294,78 +2397,34 @@ instance declarations.
 
 \begin{code}
 tcSimplifyDeriv :: InstOrigin
-                -> TyCon
                -> [TyVar]      
                -> ThetaType            -- Wanted
                -> TcM ThetaType        -- Needed
+-- Given  instance (wanted) => C inst_ty 
+-- Simplify 'wanted' as much as possible
+-- The inst_ty is needed only for the termination check
 
-tcSimplifyDeriv orig tc tyvars theta
-  = tcInstTyVars tyvars                        `thenM` \ (tvs, _, tenv) ->
+tcSimplifyDeriv orig tyvars theta
+  = do { (tvs, _, tenv) <- tcInstTyVars tyvars
        -- The main loop may do unification, and that may crash if 
        -- it doesn't see a TcTyVar, so we have to instantiate. Sigh
        -- ToDo: what if two of them do get unified?
-    newDictBndrsO orig (substTheta tenv theta) `thenM` \ wanteds ->
-    topCheckLoop doc wanteds                   `thenM` \ (_, irreds) ->
-
-    doptM Opt_GlasgowExts                      `thenM` \ gla_exts ->
-    doptM Opt_AllowUndecidableInstances                `thenM` \ undecidable_ok ->
-    let
-       inst_ty = mkTyConApp tc (mkTyVarTys tvs)
-       (ok_insts, bad_insts) = partition is_ok_inst irreds
-       is_ok_inst inst
-          = isDict inst        -- Exclude implication consraints
-          && (isTyVarClassPred pred || (gla_exts && ok_gla_pred pred))
-          where
-            pred = dictPred inst
-
-       ok_gla_pred pred = null (checkInstTermination [inst_ty] [pred])
-               -- See Note [Deriving context]
-          
-       tv_set = mkVarSet tvs
-       simpl_theta = map dictPred ok_insts
-       weird_preds = [pred | pred <- simpl_theta
-                           , not (tyVarsOfPred pred `subVarSet` tv_set)]  
-
-         -- Check for a bizarre corner case, when the derived instance decl should
-         -- have form  instance C a b => D (T a) where ...
-         -- Note that 'b' isn't a parameter of T.  This gives rise to all sorts
-         -- of problems; in particular, it's hard to compare solutions for
-         -- equality when finding the fixpoint.  So I just rule it out for now.
-       
-       rev_env = zipTopTvSubst tvs (mkTyVarTys tyvars)
-               -- This reverse-mapping is a Royal Pain, 
-               -- but the result should mention TyVars not TcTyVars
-    in
-       -- In effect, the bad and wierd insts cover all of the cases that
-       -- would make checkValidInstance fail; if it were called right after tcSimplifyDeriv
-       --   * wierd_preds ensures unambiguous instances (checkAmbiguity in checkValidInstance)
-       --   * ok_gla_pred ensures termination (checkInstTermination in checkValidInstance)
-    addNoInstanceErrs bad_insts                                `thenM_`
-    mapM_ (addErrTc . badDerivedPred) weird_preds      `thenM_`
-    returnM (substTheta rev_env simpl_theta)
+       ; wanteds <- newDictBndrsO orig (substTheta tenv theta)
+       ; (irreds, _) <- topCheckLoop doc wanteds
+
+       ; let rev_env = zipTopTvSubst tvs (mkTyVarTys tyvars)
+             simpl_theta = substTheta rev_env (map dictPred irreds)
+               -- This reverse-mapping is a pain, but the result
+               -- should mention the original TyVars not TcTyVars
+
+       -- NB: the caller will further check the tv_dicts for
+       --     legal instance-declaration form
+
+       ; return simpl_theta }
   where
     doc = ptext SLIT("deriving classes for a data type")
 \end{code}
 
-Note [Deriving context]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-With -fglasgow-exts, we allow things like (C Int a) in the simplified
-context for a derived instance declaration, because at a use of this
-instance, we might know that a=Bool, and have an instance for (C Int
-Bool)
-
-We nevertheless insist that each predicate meets the termination
-conditions. If not, the deriving mechanism generates larger and larger
-constraints.  Example:
-  data Succ a = S a
-  data Seq a = Cons a (Seq (Succ a)) | Nil deriving Show
-
-Note the lack of a Show instance for Succ.  First we'll generate
-  instance (Show (Succ a), Show a) => Show (Seq a)
-and then
-  instance (Show (Succ (Succ a)), Show (Succ a), Show a) => Show (Seq a)
-and so on.  Instead we want to complain of no instance for (Show (Succ a)).
-  
 
 
 @tcSimplifyDefault@ just checks class-type constraints, essentially;
@@ -2378,7 +2437,7 @@ tcSimplifyDefault :: ThetaType    -- Wanted; has no type variables in it
 
 tcSimplifyDefault theta
   = newDictBndrsO DefaultOrigin theta  `thenM` \ wanteds ->
-    topCheckLoop doc wanteds           `thenM` \ (_, irreds) ->
+    topCheckLoop doc wanteds           `thenM` \ (irreds, _) ->
     addNoInstanceErrs  irreds          `thenM_`
     if null irreds then
        returnM ()
@@ -2434,7 +2493,8 @@ addTopIPErrs bndrs ips
   where
     (tidy_env, tidy_ips) = tidyInsts ips
     mk_msg ips = vcat [sep [ptext SLIT("Implicit parameters escape from"),
-                           nest 2 (ptext SLIT("the monomorphic top-level binding(s) of")
+                           nest 2 (ptext SLIT("the monomorphic top-level binding") 
+                                           <> plural bndrs <+> ptext SLIT("of")
                                            <+> pprBinders bndrs <> colon)],
                       nest 2 (vcat (map ppr_ip ips)),
                       monomorphism_fix]
@@ -2517,7 +2577,7 @@ report_no_instances tidy_env mb_what insts
                                 quotes (pprWithCommas ppr (varSetElems (tyVarsOfInst dict))),
                              ptext SLIT("Use -fallow-incoherent-instances to use the first choice above")])]
       where
-       ispecs = [ispec | (_, ispec) <- matches]
+       ispecs = [ispec | (ispec, _) <- matches]
 
     mk_no_inst_err insts
       | null insts = empty
@@ -2590,6 +2650,10 @@ mkMonomorphismMsg tidy_env inst_tvs
   = findGlobals (mkVarSet inst_tvs) tidy_env   `thenM` \ (tidy_env, docs) ->
     returnM (tidy_env, mk_msg docs)
   where
+    mk_msg _ | any isRuntimeUnk inst_tvs
+        =  vcat [ptext SLIT("Cannot resolve unknown runtime types:") <+>
+                   (pprWithCommas ppr inst_tvs),
+                ptext SLIT("Use :print or :force to determine these types")]
     mk_msg []   = ptext SLIT("Probable fix: add a type signature that fixes these type variable(s)")
                        -- This happens in things like
                        --      f x = show (read "foo")
@@ -2598,6 +2662,11 @@ mkMonomorphismMsg tidy_env inst_tvs
                        nest 2 (vcat docs),
                        monomorphism_fix
                       ]
+
+isRuntimeUnk :: TcTyVar -> Bool
+isRuntimeUnk x | SkolemTv RuntimeUnkSkol <- tcTyVarDetails x = True
+               | otherwise = False
+
 monomorphism_fix :: SDoc
 monomorphism_fix = ptext SLIT("Probable fix:") <+> 
                   (ptext SLIT("give these definition(s) an explicit type signature")
@@ -2615,12 +2684,6 @@ warnDefault ups default_ty
                                quotes (ppr default_ty),
                      pprDictsInFull tidy_dicts]
 
--- Used for the ...Thetas variants; all top level
-badDerivedPred pred
-  = vcat [ptext SLIT("Can't derive instances where the instance context mentions"),
-         ptext SLIT("type variables that are not data type parameters"),
-         nest 2 (ptext SLIT("Offending constraint:") <+> ppr pred)]
-
 reduceDepthErr n stack
   = vcat [ptext SLIT("Context reduction stack overflow; size =") <+> int n,
          ptext SLIT("Use -fcontext-stack=N to increase stack size to N"),