fix haddock submodule pointer
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcSimplify.lhs
index ffd88b8..bed0932 100644 (file)
-%
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
-%
-\section[TcSimplify]{TcSimplify}
-
-
-
 \begin{code}
-module TcSimplify (
-       tcSimplifyInfer, tcSimplifyInferCheck,
-       tcSimplifyCheck, tcSimplifyRestricted,
-       tcSimplifyRuleLhs, tcSimplifyIPs, 
-       tcSimplifySuperClasses,
-       tcSimplifyTop, tcSimplifyInteractive,
-       tcSimplifyBracket,
-
-       tcSimplifyDeriv, tcSimplifyDefault,
-       bindInstsOfLocalFuns
-    ) where
+module TcSimplify( 
+       simplifyInfer,
+       simplifyDefault, simplifyDeriv, 
+       simplifyRule, simplifyTop, simplifyInteractive
+  ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-} TcUnify( unifyType )
-import HsSyn           ( HsBind(..), HsExpr(..), LHsExpr, mkWpTyApps,
-                         HsWrapper(..), (<.>), emptyLHsBinds )
-
+import HsSyn          
 import TcRnMonad
-import Inst            ( lookupInst, LookupInstResult(..),
-                         tyVarsOfInst, fdPredsOfInsts,
-                         isDict, isClassDict, 
-                         isMethodFor, isMethod,
-                         instToId, tyVarsOfInsts,  
-                         ipNamesOfInsts, ipNamesOfInst, dictPred,
-                         fdPredsOfInst, 
-                         newDictBndrs, newDictBndrsO, 
-                         getDictClassTys, isTyVarDict, instLoc,
-                         zonkInst, tidyInsts, tidyMoreInsts,
-                         pprInsts, pprDictsInFull, pprInstInFull, tcGetInstEnvs,
-                         isInheritableInst, pprDictsTheta
-                       )
-import TcEnv           ( tcGetGlobalTyVars, findGlobals, pprBinders,
-                         lclEnvElts, tcMetaTy )
-import InstEnv         ( lookupInstEnv, classInstances, pprInstances )
-import TcMType         ( zonkTcTyVarsAndFV, tcInstTyVars, zonkTcPredType  )
-import TcType          ( TcTyVar, TcTyVarSet, ThetaType, TcPredType, tidyPred,
-                          mkClassPred, isOverloadedTy, isSkolemTyVar,
-                         mkTyVarTy, tcGetTyVar, isTyVarClassPred, mkTyVarTys,
-                         tyVarsOfPred, tcEqType, pprPred, mkPredTy, tcIsTyVarTy )
-import TcIface         ( checkWiredInTyCon )
-import Id              ( idType )
-import Var             ( TyVar )
-import TyCon           ( TyCon )
-import Name            ( Name )
-import NameSet         ( NameSet, mkNameSet, elemNameSet )
-import Class           ( classBigSig, classKey )
-import FunDeps         ( oclose, grow, improve, pprEquation )
-import PrelInfo                ( isNumericClass, isStandardClass ) 
-import PrelNames       ( integerTyConName,
-                         showClassKey, eqClassKey, ordClassKey )
-import Type            ( zipTopTvSubst, substTheta, substTy )
-import TysWiredIn      ( doubleTy, doubleTyCon )
-import ErrUtils                ( Message )
-import BasicTypes      ( TopLevelFlag, isNotTopLevel )
+import TcErrors
+import TcMType
+import TcType 
+import TcSMonad 
+import TcInteract
+import Inst
+import Id      ( evVarPred )
+import Unify   ( niFixTvSubst, niSubstTvSet )
+import Var
 import VarSet
-import VarEnv          ( TidyEnv )
-import FiniteMap
+import VarEnv 
+import Coercion
+import TypeRep
+
+import Name
+import NameEnv ( emptyNameEnv )
 import Bag
+import ListSetOps
+import Util
+import PrelInfo
+import PrelNames
+import Class           ( classKey )
+import BasicTypes       ( RuleName, TopLevelFlag, isTopLevel )
+import Control.Monad    ( when )
 import Outputable
-import ListSetOps      ( equivClasses )
-import Util            ( zipEqual, isSingleton )
-import List            ( partition )
-import SrcLoc          ( Located(..) )
-import DynFlags                ( DynFlags(ctxtStkDepth), 
-                         DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_AllowUndecidableInstances, 
-                         Opt_WarnTypeDefaults, Opt_ExtendedDefaultRules ) )
+import FastString
 \end{code}
 
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{NOTES}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-       --------------------------------------
-       Notes on functional dependencies (a bug)
-       --------------------------------------
-
-Consider this:
-
-       class C a b | a -> b
-       class D a b | a -> b
-
-       instance D a b => C a b -- Undecidable 
-                               -- (Not sure if it's crucial to this eg)
-       f :: C a b => a -> Bool
-       f _ = True
-       
-       g :: C a b => a -> Bool
-       g = f
-
-Here f typechecks, but g does not!!  Reason: before doing improvement,
-we reduce the (C a b1) constraint from the call of f to (D a b1).
-
-Here is a more complicated example:
-
-| > class Foo a b | a->b
-| >
-| > class Bar a b | a->b
-| >
-| > data Obj = Obj
-| >
-| > instance Bar Obj Obj
-| >
-| > instance (Bar a b) => Foo a b
-| >
-| > foo:: (Foo a b) => a -> String
-| > foo _ = "works"
-| >
-| > runFoo:: (forall a b. (Foo a b) => a -> w) -> w
-| > runFoo f = f Obj
-| 
-| *Test> runFoo foo
-| 
-| <interactive>:1:
-|     Could not deduce (Bar a b) from the context (Foo a b)
-|       arising from use of `foo' at <interactive>:1
-|     Probable fix:
-|         Add (Bar a b) to the expected type of an expression
-|     In the first argument of `runFoo', namely `foo'
-|     In the definition of `it': it = runFoo foo
-| 
-| Why all of the sudden does GHC need the constraint Bar a b? The
-| function foo didn't ask for that... 
-
-The trouble is that to type (runFoo foo), GHC has to solve the problem:
-
-       Given constraint        Foo a b
-       Solve constraint        Foo a b'
-
-Notice that b and b' aren't the same.  To solve this, just do
-improvement and then they are the same.  But GHC currently does
-       simplify constraints
-       apply improvement
-       and loop
-
-That is usually fine, but it isn't here, because it sees that Foo a b is
-not the same as Foo a b', and so instead applies the instance decl for
-instance Bar a b => Foo a b.  And that's where the Bar constraint comes
-from.
-
-The Right Thing is to improve whenever the constraint set changes at
-all.  Not hard in principle, but it'll take a bit of fiddling to do.  
-
-
-
-       --------------------------------------
-               Notes on quantification
-       --------------------------------------
-
-Suppose we are about to do a generalisation step.
-We have in our hand
-
-       G       the environment
-       T       the type of the RHS
-       C       the constraints from that RHS
-
-The game is to figure out
-
-       Q       the set of type variables over which to quantify
-       Ct      the constraints we will *not* quantify over
-       Cq      the constraints we will quantify over
-
-So we're going to infer the type
-
-       forall Q. Cq => T
-
-and float the constraints Ct further outwards.
-
-Here are the things that *must* be true:
-
- (A)   Q intersect fv(G) = EMPTY                       limits how big Q can be
- (B)   Q superset fv(Cq union T) \ oclose(fv(G),C)     limits how small Q can be
-
-(A) says we can't quantify over a variable that's free in the
-environment.  (B) says we must quantify over all the truly free
-variables in T, else we won't get a sufficiently general type.  We do
-not *need* to quantify over any variable that is fixed by the free
-vars of the environment G.
-
-       BETWEEN THESE TWO BOUNDS, ANY Q WILL DO!
-
-Example:       class H x y | x->y where ...
-
-       fv(G) = {a}     C = {H a b, H c d}
-                       T = c -> b
-
-       (A)  Q intersect {a} is empty
-       (B)  Q superset {a,b,c,d} \ oclose({a}, C) = {a,b,c,d} \ {a,b} = {c,d}
-
-       So Q can be {c,d}, {b,c,d}
-
-Other things being equal, however, we'd like to quantify over as few
-variables as possible: smaller types, fewer type applications, more
-constraints can get into Ct instead of Cq.
-
-
------------------------------------------
-We will make use of
-
-  fv(T)                the free type vars of T
-
-  oclose(vs,C) The result of extending the set of tyvars vs
-               using the functional dependencies from C
-
-  grow(vs,C)   The result of extend the set of tyvars vs
-               using all conceivable links from C.
-
-               E.g. vs = {a}, C = {H [a] b, K (b,Int) c, Eq e}
-               Then grow(vs,C) = {a,b,c}
-
-               Note that grow(vs,C) `superset` grow(vs,simplify(C))
-               That is, simplfication can only shrink the result of grow.
-
-Notice that
-   oclose is conservative one way:      v `elem` oclose(vs,C) => v is definitely fixed by vs
-   grow is conservative the other way:  if v might be fixed by vs => v `elem` grow(vs,C)
-
-
------------------------------------------
-
-Choosing Q
-~~~~~~~~~~
-Here's a good way to choose Q:
-
-       Q = grow( fv(T), C ) \ oclose( fv(G), C )
-
-That is, quantify over all variable that that MIGHT be fixed by the
-call site (which influences T), but which aren't DEFINITELY fixed by
-G.  This choice definitely quantifies over enough type variables,
-albeit perhaps too many.
-
-Why grow( fv(T), C ) rather than fv(T)?  Consider
+*********************************************************************************
+*                                                                               * 
+*                           External interface                                  *
+*                                                                               *
+*********************************************************************************
 
-       class H x y | x->y where ...
-
-       T = c->c
-       C = (H c d)
-
-  If we used fv(T) = {c} we'd get the type
-
-       forall c. H c d => c -> b
-
-  And then if the fn was called at several different c's, each of
-  which fixed d differently, we'd get a unification error, because
-  d isn't quantified.  Solution: quantify d.  So we must quantify
-  everything that might be influenced by c.
-
-Why not oclose( fv(T), C )?  Because we might not be able to see
-all the functional dependencies yet:
-
-       class H x y | x->y where ...
-       instance H x y => Eq (T x y) where ...
-
-       T = c->c
-       C = (Eq (T c d))
-
-  Now oclose(fv(T),C) = {c}, because the functional dependency isn't
-  apparent yet, and that's wrong.  We must really quantify over d too.
-
-
-There really isn't any point in quantifying over any more than
-grow( fv(T), C ), because the call sites can't possibly influence
-any other type variables.
-
-
-
--------------------------------------
-       Note [Ambiguity]
--------------------------------------
-
-It's very hard to be certain when a type is ambiguous.  Consider
-
-       class K x
-       class H x y | x -> y
-       instance H x y => K (x,y)
-
-Is this type ambiguous?
-       forall a b. (K (a,b), Eq b) => a -> a
-
-Looks like it!  But if we simplify (K (a,b)) we get (H a b) and
-now we see that a fixes b.  So we can't tell about ambiguity for sure
-without doing a full simplification.  And even that isn't possible if
-the context has some free vars that may get unified.  Urgle!
-
-Here's another example: is this ambiguous?
-       forall a b. Eq (T b) => a -> a
-Not if there's an insance decl (with no context)
-       instance Eq (T b) where ...
-
-You may say of this example that we should use the instance decl right
-away, but you can't always do that:
-
-       class J a b where ...
-       instance J Int b where ...
-
-       f :: forall a b. J a b => a -> a
-
-(Notice: no functional dependency in J's class decl.)
-Here f's type is perfectly fine, provided f is only called at Int.
-It's premature to complain when meeting f's signature, or even
-when inferring a type for f.
-
-
-
-However, we don't *need* to report ambiguity right away.  It'll always
-show up at the call site.... and eventually at main, which needs special
-treatment.  Nevertheless, reporting ambiguity promptly is an excellent thing.
-
-So here's the plan.  We WARN about probable ambiguity if
-
-       fv(Cq) is not a subset of  oclose(fv(T) union fv(G), C)
-
-(all tested before quantification).
-That is, all the type variables in Cq must be fixed by the the variables
-in the environment, or by the variables in the type.
-
-Notice that we union before calling oclose.  Here's an example:
-
-       class J a b c | a b -> c
-       fv(G) = {a}
-
-Is this ambiguous?
-       forall b c. (J a b c) => b -> b
-
-Only if we union {a} from G with {b} from T before using oclose,
-do we see that c is fixed.
-
-It's a bit vague exactly which C we should use for this oclose call.  If we
-don't fix enough variables we might complain when we shouldn't (see
-the above nasty example).  Nothing will be perfect.  That's why we can
-only issue a warning.
-
-
-Can we ever be *certain* about ambiguity?  Yes: if there's a constraint
-
-       c in C such that fv(c) intersect (fv(G) union fv(T)) = EMPTY
-
-then c is a "bubble"; there's no way it can ever improve, and it's
-certainly ambiguous.  UNLESS it is a constant (sigh).  And what about
-the nasty example?
+\begin{code}
+simplifyTop :: WantedConstraints -> TcM (Bag EvBind)
+-- Simplify top-level constraints
+-- Usually these will be implications,
+-- but when there is nothing to quantify we don't wrap
+-- in a degenerate implication, so we do that here instead
+simplifyTop wanteds 
+  = simplifyCheck (SimplCheck (ptext (sLit "top level"))) wanteds
+
+------------------
+simplifyInteractive :: WantedConstraints -> TcM (Bag EvBind)
+simplifyInteractive wanteds 
+  = simplifyCheck SimplInteractive wanteds
+
+------------------
+simplifyDefault :: ThetaType   -- Wanted; has no type variables in it
+                -> TcM ()      -- Succeeds iff the constraint is soluble
+simplifyDefault theta
+  = do { wanted <- newFlatWanteds DefaultOrigin theta
+       ; _ignored_ev_binds <- simplifyCheck (SimplCheck (ptext (sLit "defaults"))) 
+                                            (mkFlatWC wanted)
+       ; return () }
+\end{code}
 
-       class K x
-       class H x y | x -> y
-       instance H x y => K (x,y)
 
-Is this type ambiguous?
-       forall a b. (K (a,b), Eq b) => a -> a
 
-Urk.  The (Eq b) looks "definitely ambiguous" but it isn't.  What we are after
-is a "bubble" that's a set of constraints
+*********************************************************************************
+*                                                                                 * 
+*                            Deriving
+*                                                                                 *
+***********************************************************************************
 
-       Cq = Ca union Cq'  st  fv(Ca) intersect (fv(Cq') union fv(T) union fv(G)) = EMPTY
+\begin{code}
+simplifyDeriv :: CtOrigin
+              -> PredType
+             -> [TyVar]        
+             -> ThetaType              -- Wanted
+             -> TcM ThetaType  -- Needed
+-- Given  instance (wanted) => C inst_ty 
+-- Simplify 'wanted' as much as possibles
+-- Fail if not possible
+simplifyDeriv orig pred tvs theta 
+  = do { tvs_skols <- tcInstSkolTyVars tvs -- Skolemize
+               -- The constraint solving machinery 
+               -- expects *TcTyVars* not TyVars.  
+               -- We use *non-overlappable* (vanilla) skolems
+               -- See Note [Overlap and deriving]
+
+       ; let skol_subst = zipTopTvSubst tvs $ map mkTyVarTy tvs_skols
+             subst_skol = zipTopTvSubst tvs_skols $ map mkTyVarTy tvs
+            doc = parens $ ptext (sLit "deriving") <+> parens (ppr pred)
+
+       ; wanted <- newFlatWanteds orig (substTheta skol_subst theta)
+
+       ; traceTc "simplifyDeriv" (ppr tvs $$ ppr theta $$ ppr wanted)
+       ; (residual_wanted, _binds)
+             <- runTcS (SimplInfer doc) NoUntouchables $
+                solveWanteds emptyInert (mkFlatWC wanted)
+
+       ; let (good, bad) = partitionBagWith get_good (wc_flat residual_wanted)
+                         -- See Note [Exotic derived instance contexts]
+             get_good :: WantedEvVar -> Either PredType WantedEvVar
+             get_good wev | validDerivPred p = Left p
+                          | otherwise        = Right wev
+                          where p = evVarOfPred wev
+
+       ; reportUnsolved (residual_wanted { wc_flat = bad })
+
+       ; let min_theta = mkMinimalBySCs (bagToList good)
+       ; return (substTheta subst_skol min_theta) }
+\end{code}
 
-Hence another idea.  To decide Q start with fv(T) and grow it
-by transitive closure in Cq (no functional dependencies involved).
-Now partition Cq using Q, leaving the definitely-ambiguous and probably-ok.
-The definitely-ambiguous can then float out, and get smashed at top level
-(which squashes out the constants, like Eq (T a) above)
+Note [Overlap and deriving]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider some overlapping instances:
+  data Show a => Show [a] where ..
+  data Show [Char] where ...
+
+Now a data type with deriving:
+  data T a = MkT [a] deriving( Show )
+
+We want to get the derived instance
+  instance Show [a] => Show (T a) where...
+and NOT
+  instance Show a => Show (T a) where...
+so that the (Show (T Char)) instance does the Right Thing
+
+It's very like the situation when we're inferring the type
+of a function
+   f x = show [x]
+and we want to infer
+   f :: Show [a] => a -> String
+
+BOTTOM LINE: use vanilla, non-overlappable skolems when inferring
+             the context for the derived instance. 
+            Hence tcInstSkolTyVars not tcInstSuperSkolTyVars
+
+Note [Exotic derived instance contexts]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In a 'derived' instance declaration, we *infer* the context.  It's a
+bit unclear what rules we should apply for this; the Haskell report is
+silent.  Obviously, constraints like (Eq a) are fine, but what about
+       data T f a = MkT (f a) deriving( Eq )
+where we'd get an Eq (f a) constraint.  That's probably fine too.
+
+One could go further: consider
+       data T a b c = MkT (Foo a b c) deriving( Eq )
+       instance (C Int a, Eq b, Eq c) => Eq (Foo a b c)
+
+Notice that this instance (just) satisfies the Paterson termination 
+conditions.  Then we *could* derive an instance decl like this:
+
+       instance (C Int a, Eq b, Eq c) => Eq (T a b c) 
+even though there is no instance for (C Int a), because there just
+*might* be an instance for, say, (C Int Bool) at a site where we
+need the equality instance for T's.  
+
+However, this seems pretty exotic, and it's quite tricky to allow
+this, and yet give sensible error messages in the (much more common)
+case where we really want that instance decl for C.
+
+So for now we simply require that the derived instance context
+should have only type-variable constraints.
 
+Here is another example:
+       data Fix f = In (f (Fix f)) deriving( Eq )
+Here, if we are prepared to allow -XUndecidableInstances we
+could derive the instance
+       instance Eq (f (Fix f)) => Eq (Fix f)
+but this is so delicate that I don't think it should happen inside
+'deriving'. If you want this, write it yourself!
+
+NB: if you want to lift this condition, make sure you still meet 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)).
+
+The bottom line
+~~~~~~~~~~~~~~~
+Allow constraints which consist only of type variables, with no repeats.
+
+*********************************************************************************
+*                                                                                 * 
+*                            Inference
+*                                                                                 *
+***********************************************************************************
 
-       --------------------------------------
-               Notes on principal types
-       --------------------------------------
+\begin{code}
+simplifyInfer :: TopLevelFlag
+              -> Bool                  -- Apply monomorphism restriction
+              -> [(Name, TcTauType)]   -- Variables to be generalised,
+                                       -- and their tau-types
+              -> WantedConstraints
+              -> TcM ([TcTyVar],    -- Quantify over these type variables
+                      [EvVar],      -- ... and these constraints
+                      TcEvBinds)    -- ... binding these evidence variables
+simplifyInfer top_lvl apply_mr name_taus wanteds
+  | isEmptyWC wanteds
+  = do { gbl_tvs     <- tcGetGlobalTyVars            -- Already zonked
+       ; zonked_taus <- zonkTcTypes (map snd name_taus)
+       ; let tvs_to_quantify = get_tau_tvs zonked_taus `minusVarSet` gbl_tvs
+       ; qtvs <- zonkQuantifiedTyVars (varSetElems tvs_to_quantify)
+       ; return (qtvs, [], emptyTcEvBinds) }
 
-    class C a where
-      op :: a -> a
+  | otherwise
+  = do { zonked_wanteds <- zonkWC wanteds
+       ; zonked_taus    <- zonkTcTypes (map snd name_taus)
+       ; gbl_tvs        <- tcGetGlobalTyVars
+
+       ; traceTc "simplifyInfer {"  $ vcat
+             [ ptext (sLit "apply_mr =") <+> ppr apply_mr
+             , ptext (sLit "zonked_taus =") <+> ppr zonked_taus
+             , ptext (sLit "wanted =") <+> ppr zonked_wanteds
+             ]
+
+             -- Step 1
+             -- Make a guess at the quantified type variables
+            -- Then split the constraints on the baisis of those tyvars
+            -- to avoid unnecessarily simplifying a class constraint
+            -- See Note [Avoid unecessary constraint simplification]
+       ; let zonked_tau_tvs = get_tau_tvs zonked_taus
+             proto_qtvs = growWanteds gbl_tvs zonked_wanteds $
+                          zonked_tau_tvs `minusVarSet` gbl_tvs
+             (perhaps_bound, surely_free)
+                        = partitionBag (quantifyMe proto_qtvs) (wc_flat zonked_wanteds)
+
+       ; traceTc "simplifyInfer proto"  $ vcat
+             [ ptext (sLit "zonked_tau_tvs =") <+> ppr zonked_tau_tvs
+             , ptext (sLit "proto_qtvs =") <+> ppr proto_qtvs
+             , ptext (sLit "surely_fref =") <+> ppr surely_free
+             ]
+
+       ; emitFlats surely_free
+       ; traceTc "sinf"  $ vcat
+             [ ptext (sLit "perhaps_bound =") <+> ppr perhaps_bound
+             , ptext (sLit "surely_free   =") <+> ppr surely_free
+             ]
+
+            -- Step 2 
+                   -- Now simplify the possibly-bound constraints
+       ; (simpl_results, tc_binds0)
+           <- runTcS (SimplInfer (ppr (map fst name_taus))) NoUntouchables $
+              simplifyWithApprox (zonked_wanteds { wc_flat = perhaps_bound })
+
+       ; when (insolubleWC simpl_results)  -- Fail fast if there is an insoluble constraint
+              (do { reportUnsolved simpl_results; failM })
+
+            -- Step 3 
+            -- Split again simplified_perhaps_bound, because some unifications 
+            -- may have happened, and emit the free constraints. 
+       ; gbl_tvs        <- tcGetGlobalTyVars
+       ; zonked_tau_tvs <- zonkTcTyVarsAndFV zonked_tau_tvs
+       ; zonked_simples <- zonkWantedEvVars (wc_flat simpl_results)
+       ; let init_tvs       = zonked_tau_tvs `minusVarSet` gbl_tvs
+             mr_qtvs        = init_tvs `minusVarSet` constrained_tvs
+             constrained_tvs = tyVarsOfEvVarXs zonked_simples
+             qtvs            = growWantedEVs gbl_tvs zonked_simples init_tvs
+             (final_qtvs, (bound, free))
+                | apply_mr  = (mr_qtvs, (emptyBag, zonked_simples))
+                | otherwise = (qtvs,    partitionBag (quantifyMe qtvs) zonked_simples)
+       ; emitFlats free
+
+       ; if isEmptyVarSet final_qtvs && isEmptyBag bound
+         then ASSERT( isEmptyBag (wc_insol simpl_results) )
+              do { traceTc "} simplifyInfer/no quantification" empty
+                 ; emitImplications (wc_impl simpl_results)
+                 ; return ([], [], EvBinds tc_binds0) }
+         else do
+
+            -- Step 4, zonk quantified variables 
+       { let minimal_flat_preds = mkMinimalBySCs $ map evVarOfPred $ bagToList bound
+       ; let poly_ids = [ (name, mkSigmaTy [] minimal_flat_preds ty)
+                        | (name, ty) <- name_taus ]
+                        -- Don't add the quantified variables here, because
+                        -- they are also bound in ic_skols and we want them to be
+                        -- tidied uniformly
+             skol_info = InferSkol poly_ids
+
+       ; gloc <- getCtLoc skol_info
+       ; qtvs_to_return <- zonkQuantifiedTyVars (varSetElems final_qtvs)
+
+            -- Step 5
+            -- Minimize `bound' and emit an implication
+       ; minimal_bound_ev_vars <- mapM TcMType.newEvVar minimal_flat_preds
+       ; ev_binds_var <- newTcEvBinds
+       ; mapBagM_ (\(EvBind evar etrm) -> addTcEvBind ev_binds_var evar etrm) tc_binds0
+       ; lcl_env <- getLclTypeEnv
+       ; let implic = Implic { ic_untch    = NoUntouchables
+                             , ic_env      = lcl_env
+                             , ic_skols    = mkVarSet qtvs_to_return
+                             , ic_given    = minimal_bound_ev_vars
+                             , ic_wanted   = simpl_results { wc_flat = bound }
+                             , ic_insol    = False
+                             , ic_binds    = ev_binds_var
+                             , ic_loc      = gloc }
+       ; emitImplication implic
+       ; traceTc "} simplifyInfer/produced residual implication for quantification" $
+             vcat [ ptext (sLit "implic =") <+> ppr implic
+                       -- ic_skols, ic_given give rest of result
+                  , ptext (sLit "qtvs =") <+> ppr final_qtvs
+                  , ptext (sLit "spb =") <+> ppr zonked_simples
+                  , ptext (sLit "bound =") <+> ppr bound ]
+
+
+
+       ; return (qtvs_to_return, minimal_bound_ev_vars, TcEvBinds ev_binds_var) } }
+  where
+    get_tau_tvs | isTopLevel top_lvl = tyVarsOfTypes
+                | otherwise          = exactTyVarsOfTypes
+     -- See Note [Silly type synonym] in TcType
+\end{code}
 
-    f x = let g y = op (y::Int) in True
 
-Here the principal type of f is (forall a. a->a)
-but we'll produce the non-principal type
-    f :: forall a. C Int => a -> a
+Note [Minimize by Superclasses]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
 
+When we quantify over a constraint, in simplifyInfer we need to
+quantify over a constraint that is minimal in some sense: For
+instance, if the final wanted constraint is (Eq alpha, Ord alpha),
+we'd like to quantify over Ord alpha, because we can just get Eq alpha
+from superclass selection from Ord alpha. This minimization is what
+mkMinimalBySCs does. Then, simplifyInfer uses the minimal constraint
+to check the original wanted.
 
-       --------------------------------------
-       The need for forall's in constraints
-       --------------------------------------
+\begin{code}
+simplifyWithApprox :: WantedConstraints -> TcS WantedConstraints
+simplifyWithApprox wanted
+ = do { traceTcS "simplifyApproxLoop" (ppr wanted)
 
-[Exchange on Haskell Cafe 5/6 Dec 2000]
+      ; results <- solveWanteds emptyInert wanted
 
-  class C t where op :: t -> Bool
-  instance C [t] where op x = True
+      ; let (residual_implics, floats) = approximateImplications (wc_impl results)
 
-  p y = (let f :: c -> Bool; f x = op (y >> return x) in f, y ++ [])
-  q y = (y ++ [], let f :: c -> Bool; f x = op (y >> return x) in f)
+        -- If no new work was produced then we are done with simplifyApproxLoop
+      ; if insolubleWC results || isEmptyBag floats
+        then return results
 
-The definitions of p and q differ only in the order of the components in
-the pair on their right-hand sides.  And yet:
+        else solveWanteds emptyInert
+                (WC { wc_flat = floats `unionBags` wc_flat results
+                    , wc_impl = residual_implics
+                    , wc_insol = emptyBag }) }
 
-  ghc and "Typing Haskell in Haskell" reject p, but accept q;
-  Hugs rejects q, but accepts p;
-  hbc rejects both p and q;
-  nhc98 ... (Malcolm, can you fill in the blank for us!).
+approximateImplications :: Bag Implication -> (Bag Implication, Bag WantedEvVar)
+-- Extracts any nested constraints that don't mention the skolems
+approximateImplications impls
+  = do_bag (float_implic emptyVarSet) impls
+  where 
+    do_bag :: forall a b c. (a -> (Bag b, Bag c)) -> Bag a -> (Bag b, Bag c)
+    do_bag f = foldrBag (plus . f) (emptyBag, emptyBag)
+    plus :: forall b c. (Bag b, Bag c) -> (Bag b, Bag c) -> (Bag b, Bag c)
+    plus (a1,b1) (a2,b2) = (a1 `unionBags` a2, b1 `unionBags` b2)
+
+    float_implic :: TyVarSet -> Implication -> (Bag Implication, Bag WantedEvVar)
+    float_implic skols imp
+      = (unitBag (imp { ic_wanted = wanted' }), floats)
+      where
+        (wanted', floats) = float_wc (skols `unionVarSet` ic_skols imp) (ic_wanted imp)
 
-The type signature for f forces context reduction to take place, and
-the results of this depend on whether or not the type of y is known,
-which in turn depends on which component of the pair the type checker
-analyzes first.  
+    float_wc skols wc@(WC { wc_flat = flat, wc_impl = implic })
+      = (wc { wc_flat = flat', wc_impl = implic' }, floats1 `unionBags` floats2)
+      where
+        (flat',   floats1) = do_bag (float_flat   skols) flat
+        (implic', floats2) = do_bag (float_implic skols) implic
 
-Solution: if y::m a, float out the constraints
-       Monad m, forall c. C (m c)
-When m is later unified with [], we can solve both constraints.
+    float_flat :: TcTyVarSet -> WantedEvVar -> (Bag WantedEvVar, Bag WantedEvVar)
+    float_flat skols wev
+      | tyVarsOfEvVarX wev `disjointVarSet` skols = (emptyBag, unitBag wev)
+      | otherwise                                 = (unitBag wev, emptyBag)
+\end{code}
 
+\begin{code}
+-- (growX gbls wanted tvs) grows a seed 'tvs' against the 
+-- X-constraint 'wanted', nuking the 'gbls' at each stage
+-- It's conservative in that if the seed could *possibly*
+-- grow to include a type variable, then it does
+
+growWanteds :: TyVarSet -> WantedConstraints -> TyVarSet -> TyVarSet
+growWanteds gbl_tvs wc = fixVarSet (growWC gbl_tvs wc)
+
+growWantedEVs :: TyVarSet -> Bag WantedEvVar -> TyVarSet -> TyVarSet
+growWantedEVs gbl_tvs ws tvs
+  | isEmptyBag ws = tvs
+  | otherwise     = fixVarSet (growPreds gbl_tvs evVarOfPred ws) tvs
+
+--------  Helper functions, do not do fixpoint ------------------------
+growWC :: TyVarSet -> WantedConstraints -> TyVarSet -> TyVarSet
+growWC gbl_tvs wc = growImplics gbl_tvs             (wc_impl wc) .
+                    growPreds   gbl_tvs evVarOfPred (wc_flat wc) .
+                    growPreds   gbl_tvs evVarOfPred (wc_insol wc)
+
+growImplics :: TyVarSet -> Bag Implication -> TyVarSet -> TyVarSet
+growImplics gbl_tvs implics tvs
+  = foldrBag grow_implic tvs implics
+  where
+    grow_implic implic tvs
+      = grow tvs `minusVarSet` ic_skols implic
+      where
+        grow = growWC gbl_tvs (ic_wanted implic) .
+               growPreds gbl_tvs evVarPred (listToBag (ic_given implic))
+               -- We must grow from givens too; see test IPRun
 
-       --------------------------------------
-               Notes on implicit parameters
-       --------------------------------------
+growPreds :: TyVarSet -> (a -> PredType) -> Bag a -> TyVarSet -> TyVarSet
+growPreds gbl_tvs get_pred items tvs
+  = foldrBag extend tvs items
+  where
+    extend item tvs = tvs `unionVarSet`
+                      (growPredTyVars (get_pred item) tvs `minusVarSet` gbl_tvs)
+
+--------------------
+quantifyMe :: TyVarSet      -- Quantifying over these
+          -> WantedEvVar
+          -> Bool          -- True <=> quantify over this wanted
+quantifyMe qtvs wev
+  | isIPPred pred = True  -- Note [Inheriting implicit parameters]
+  | otherwise    = tyVarsOfPred pred `intersectsVarSet` qtvs
+  where
+    pred = evVarOfPred wev
+\end{code}
 
-Question 1: can we "inherit" implicit parameters
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Note [Avoid unecessary constraint simplification]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When inferring the type of a let-binding, with simplifyInfer,
+try to avoid unnecessariliy simplifying class constraints.
+Doing so aids sharing, but it also helps with delicate 
+situations like
+   instance C t => C [t] where ..
+   f :: C [t] => ....
+   f x = let g y = ...(constraint C [t])... 
+         in ...
+When inferring a type for 'g', we don't want to apply the
+instance decl, because then we can't satisfy (C t).  So we
+just notice that g isn't quantified over 't' and partition
+the contraints before simplifying.
+
+This only half-works, but then let-generalisation only half-works.
+
+
+Note [Inheriting implicit parameters]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Consider this:
 
        f x = (x::Int) + ?y
@@ -443,1997 +474,843 @@ BOTTOM LINE: when *inferring types* you *must* quantify
 over implicit parameters. See the predicate isFreeWhenInferring.
 
 
-Question 2: type signatures
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-BUT WATCH OUT: When you supply a type signature, we can't force you
-to quantify over implicit parameters.  For example:
-
-       (?x + 1) :: Int
-
-This is perfectly reasonable.  We do not want to insist on
-
-       (?x + 1) :: (?x::Int => Int)
-
-That would be silly.  Here, the definition site *is* the occurrence site,
-so the above strictures don't apply.  Hence the difference between
-tcSimplifyCheck (which *does* allow implicit paramters to be inherited)
-and tcSimplifyCheckBind (which does not).
-
-What about when you supply a type signature for a binding?
-Is it legal to give the following explicit, user type 
-signature to f, thus:
-
-       f :: Int -> Int
-       f x = (x::Int) + ?y
-
-At first sight this seems reasonable, but it has the nasty property
-that adding a type signature changes the dynamic semantics.
-Consider this:
-
-       (let f x = (x::Int) + ?y
-        in (f 3, f 3 with ?y=5))  with ?y = 6
-
-               returns (3+6, 3+5)
-vs
-       (let f :: Int -> Int
-            f x = x + ?y
-        in (f 3, f 3 with ?y=5))  with ?y = 6
-
-               returns (3+6, 3+6)
-
-Indeed, simply inlining f (at the Haskell source level) would change the
-dynamic semantics.
-
-Nevertheless, as Launchbury says (email Oct 01) we can't really give the
-semantics for a Haskell program without knowing its typing, so if you 
-change the typing you may change the semantics.
-
-To make things consistent in all cases where we are *checking* against
-a supplied signature (as opposed to inferring a type), we adopt the
-rule: 
-
-       a signature does not need to quantify over implicit params.
-
-[This represents a (rather marginal) change of policy since GHC 5.02,
-which *required* an explicit signature to quantify over all implicit
-params for the reasons mentioned above.]
-
-But that raises a new question.  Consider 
-
-       Given (signature)       ?x::Int
-       Wanted (inferred)       ?x::Int, ?y::Bool
-
-Clearly we want to discharge the ?x and float the ?y out.  But
-what is the criterion that distinguishes them?  Clearly it isn't
-what free type variables they have.  The Right Thing seems to be
-to float a constraint that
-       neither mentions any of the quantified type variables
-       nor any of the quantified implicit parameters
-
-See the predicate isFreeWhenChecking.
-
-
-Question 3: monomorphism
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-There's a nasty corner case when the monomorphism restriction bites:
-
-       z = (x::Int) + ?y
-
-The argument above suggests that we *must* generalise
-over the ?y parameter, to get
-       z :: (?y::Int) => Int,
-but the monomorphism restriction says that we *must not*, giving
-       z :: Int.
-Why does the momomorphism restriction say this?  Because if you have
-
-       let z = x + ?y in z+z
-
-you might not expect the addition to be done twice --- but it will if
-we follow the argument of Question 2 and generalise over ?y.
-
-
-Question 4: top level
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-At the top level, monomorhism makes no sense at all.
-
-    module Main where
-       main = let ?x = 5 in print foo
-
-       foo = woggle 3
-
-       woggle :: (?x :: Int) => Int -> Int
-       woggle y = ?x + y
-
-We definitely don't want (foo :: Int) with a top-level implicit parameter
-(?x::Int) becuase there is no way to bind it.  
-
-
-Possible choices
-~~~~~~~~~~~~~~~~
-(A) Always generalise over implicit parameters
-    Bindings that fall under the monomorphism restriction can't
-       be generalised
-
-    Consequences:
-       * Inlining remains valid
-       * No unexpected loss of sharing
-       * But simple bindings like
-               z = ?y + 1
-         will be rejected, unless you add an explicit type signature
-         (to avoid the monomorphism restriction)
-               z :: (?y::Int) => Int
-               z = ?y + 1
-         This seems unacceptable
-
-(B) Monomorphism restriction "wins"
-    Bindings that fall under the monomorphism restriction can't
-       be generalised
-    Always generalise over implicit parameters *except* for bindings
-       that fall under the monomorphism restriction
-
-    Consequences
-       * Inlining isn't valid in general
-       * No unexpected loss of sharing
-       * Simple bindings like
-               z = ?y + 1
-         accepted (get value of ?y from binding site)
-
-(C) Always generalise over implicit parameters
-    Bindings that fall under the monomorphism restriction can't
-       be generalised, EXCEPT for implicit parameters
-    Consequences
-       * Inlining remains valid
-       * Unexpected loss of sharing (from the extra generalisation)
-       * Simple bindings like
-               z = ?y + 1
-         accepted (get value of ?y from occurrence sites)
-
-
-Discussion
-~~~~~~~~~~
-None of these choices seems very satisfactory.  But at least we should
-decide which we want to do.
-
-It's really not clear what is the Right Thing To Do.  If you see
-
-       z = (x::Int) + ?y
-
-would you expect the value of ?y to be got from the *occurrence sites*
-of 'z', or from the valuue of ?y at the *definition* of 'z'?  In the
-case of function definitions, the answer is clearly the former, but
-less so in the case of non-fucntion definitions.   On the other hand,
-if we say that we get the value of ?y from the definition site of 'z',
-then inlining 'z' might change the semantics of the program.
-
-Choice (C) really says "the monomorphism restriction doesn't apply
-to implicit parameters".  Which is fine, but remember that every
-innocent binding 'x = ...' that mentions an implicit parameter in
-the RHS becomes a *function* of that parameter, called at each
-use of 'x'.  Now, the chances are that there are no intervening 'with'
-clauses that bind ?y, so a decent compiler should common up all
-those function calls.  So I think I strongly favour (C).  Indeed,
-one could make a similar argument for abolishing the monomorphism
-restriction altogether.
-
-BOTTOM LINE: we choose (B) at present.  See tcSimplifyRestricted
-
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{tcSimplifyInfer}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-tcSimplify is called when we *inferring* a type.  Here's the overall game plan:
-
-    1. Compute Q = grow( fvs(T), C )
-
-    2. Partition C based on Q into Ct and Cq.  Notice that ambiguous
-       predicates will end up in Ct; we deal with them at the top level
-
-    3. Try improvement, using functional dependencies
-
-    4. If Step 3 did any unification, repeat from step 1
-       (Unification can change the result of 'grow'.)
-
-Note: we don't reduce dictionaries in step 2.  For example, if we have
-Eq (a,b), we don't simplify to (Eq a, Eq b).  So Q won't be different
-after step 2.  However note that we may therefore quantify over more
-type variables than we absolutely have to.
-
-For the guts, we need a loop, that alternates context reduction and
-improvement with unification.  E.g. Suppose we have
-
-       class C x y | x->y where ...
-
-and tcSimplify is called with:
-       (C Int a, C Int b)
-Then improvement unifies a with b, giving
-       (C Int a, C Int a)
-
-If we need to unify anything, we rattle round the whole thing all over
-again.
-
-
-\begin{code}
-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)
-       -- Any free (escaping) Insts are tossed into the environment
-\end{code}
-
-
-\begin{code}
-tcSimplifyInfer doc tau_tvs wanted_lie
-  = inferLoop doc (varSetElems tau_tvs)
-             wanted_lie                `thenM` \ (qtvs, frees, binds, irreds) ->
-
-    extendLIEs frees                                                   `thenM_`
-    returnM (qtvs, binds, map instToId irreds)
-
-inferLoop doc tau_tvs wanteds
-  =    -- Step 1
-    zonkTcTyVarsAndFV tau_tvs          `thenM` \ tau_tvs' ->
-    mappM zonkInst wanteds             `thenM` \ wanteds' ->
-    tcGetGlobalTyVars                  `thenM` \ gbl_tvs ->
-    let
-       preds = fdPredsOfInsts wanteds'
-       qtvs  = grow preds tau_tvs' `minusVarSet` oclose preds gbl_tvs
-
-       try_me inst
-         | isFreeWhenInferring qtvs inst = Free
-         | isClassDict inst              = DontReduceUnlessConstant    -- Dicts
-         | otherwise                     = ReduceMe NoSCs              -- Lits and Methods
-    in
-    traceTc (text "infloop" <+> vcat [ppr tau_tvs', ppr wanteds', ppr preds, 
-                                     ppr (grow preds tau_tvs'), ppr qtvs])     `thenM_`
-               -- Step 2
-    reduceContext doc try_me [] wanteds'    `thenM` \ (no_improvement, frees, binds, irreds) ->
-
-               -- Step 3
-    if no_improvement then
-       returnM (varSetElems qtvs, frees, binds, irreds)
-    else
-       -- If improvement did some unification, we go round again.  There
-       -- are two subtleties:
-       --   a) We start again with irreds, not 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 example [LOOP]
-       --
-       --   b) It's also essential to re-process frees, because unification
-       --      might mean that a type variable that looked free isn't now.
-       --
-       -- Hence the (irreds ++ frees)
-
-       -- However, NOTICE that when we are done, we might have some bindings, but
-       -- the final qtvs might be empty.  See [NO TYVARS] below.
-                               
-       inferLoop doc tau_tvs (irreds ++ frees) `thenM` \ (qtvs1, frees1, binds1, irreds1) ->
-       returnM (qtvs1, frees1, binds `unionBags` binds1, irreds1)
-\end{code}
-
-Example [LOOP]
-
-       class If b t e r | b t e -> r
-       instance If T t e t
-       instance If F t e e
-       class Lte a b c | a b -> c where lte :: a -> b -> c
-       instance Lte Z b T
-       instance (Lte a b l,If l b a c) => Max a b c
-
-Wanted:        Max Z (S x) y
-
-Then we'll reduce using the Max instance to:
-       (Lte Z (S x) l, If l (S x) Z y)
-and improve by binding l->T, after which we can do some reduction
-on both the Lte and If constraints.  What we *can't* do is start again
-with (Max Z (S x) y)!
-
-[NO TYVARS]
-
-       class Y a b | a -> b where
-           y :: a -> X b
-       
-       instance Y [[a]] a where
-           y ((x:_):_) = X x
-       
-       k :: X a -> X a -> X a
-
-       g :: Num a => [X a] -> [X a]
-       g xs = h xs
-           where
-           h ys = ys ++ map (k (y [[0]])) xs
-
-The excitement comes when simplifying the bindings for h.  Initially
-try to simplify {y @ [[t1]] t2, 0 @ t1}, with initial qtvs = {t2}.
-From this we get t1:=:t2, but also various bindings.  We can't forget
-the bindings (because of [LOOP]), but in fact t1 is what g is
-polymorphic in.  
-
-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")
-
-isFreeWhenChecking :: TyVarSet -- Quantified tyvars
-                  -> NameSet   -- Quantified implicit parameters
-                  -> Inst -> Bool
-isFreeWhenChecking qtvs ips inst
-  =  isFreeWrtTyVars qtvs inst
-  && isFreeWrtIPs    ips inst
-
-isFreeWrtTyVars qtvs inst = tyVarsOfInst inst `disjointVarSet` qtvs
-isFreeWrtIPs     ips inst = not (any (`elemNameSet` ips) (ipNamesOfInst inst))
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{tcSimplifyCheck}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@tcSimplifyCheck@ is used when we know exactly the set of variables
-we are going to quantify over.  For example, a class or instance declaration.
-
-\begin{code}
-tcSimplifyCheck
-        :: SDoc
-        -> [TcTyVar]           -- Quantify over these
-        -> [Inst]              -- Given
-        -> [Inst]              -- Wanted
-        -> TcM TcDictBinds     -- Bindings
-
--- tcSimplifyCheck is used when checking expression type signatures,
--- class decls, instance decls etc.
---
--- NB: tcSimplifyCheck does not consult the
---     global type variables in the environment; so you don't
---     need to worry about setting them before calling tcSimplifyCheck
-tcSimplifyCheck doc qtvs givens wanted_lie
-  = ASSERT( all isSkolemTyVar qtvs )
-    do { (qtvs', frees, binds) <- tcSimplCheck doc get_qtvs AddSCs givens wanted_lie
-       ; extendLIEs frees
-       ; return binds }
-  where
---  get_qtvs = zonkTcTyVarsAndFV qtvs
-    get_qtvs = return (mkVarSet qtvs)  -- All skolems
-
-
--- 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
-        :: SDoc
-        -> TcTyVarSet          -- fv(T)
-        -> [Inst]              -- Given
-        -> [Inst]              -- Wanted
-        -> TcM ([TcTyVar],     -- Variables over which to quantify
-                TcDictBinds)   -- Bindings
-
-tcSimplifyInferCheck doc tau_tvs givens wanted_lie
-  = do { (qtvs', frees, binds) <- tcSimplCheck doc get_qtvs AddSCs givens wanted_lie
-       ; extendLIEs frees
-       ; return (qtvs', binds) }
-  where
-       -- 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.
-    all_tvs = varSetElems (tau_tvs `unionVarSet` tyVarsOfInsts givens)
-
-    get_qtvs = zonkTcTyVarsAndFV all_tvs       `thenM` \ all_tvs' ->
-              tcGetGlobalTyVars                `thenM` \ gbl_tvs ->
-              let
-                 qtvs = 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
-              in
-              returnM qtvs
-\end{code}
-
-Here is the workhorse function for all three wrappers.
-
-\begin{code}
-tcSimplCheck doc get_qtvs want_scs givens wanted_lie
-  = do { (qtvs, frees, binds, irreds) <- check_loop givens wanted_lie
-
-               -- Complain about any irreducible ones
-       ; if not (null irreds)
-         then do { givens' <- mappM zonkInst given_dicts_and_ips
-                 ; groupErrs (addNoInstanceErrs (Just doc) givens') irreds }
-         else return ()
-
-       ; returnM (qtvs, frees, binds) }
-  where
-    given_dicts_and_ips = filter (not . isMethod) givens
-       -- For error reporting, filter out methods, which are 
-       -- only added to the given set as an optimisation
-
-    ip_set = mkNameSet (ipNamesOfInsts givens)
-
-    check_loop givens wanteds
-      =                -- Step 1
-       mappM zonkInst givens   `thenM` \ givens' ->
-       mappM zonkInst wanteds  `thenM` \ wanteds' ->
-       get_qtvs                `thenM` \ qtvs' ->
-
-                   -- Step 2
-       let
-           -- When checking against a given signature we always reduce
-           -- until we find a match against something given, or can't reduce
-           try_me inst | isFreeWhenChecking qtvs' ip_set inst = Free
-                       | otherwise                            = ReduceMe want_scs
-       in
-       reduceContext doc try_me givens' wanteds'       `thenM` \ (no_improvement, frees, binds, irreds) ->
-
-                   -- Step 3
-       if no_improvement then
-           returnM (varSetElems qtvs', frees, binds, irreds)
-       else
-           check_loop givens' (irreds ++ frees)        `thenM` \ (qtvs', frees1, binds1, irreds1) ->
-           returnM (qtvs', frees1, binds `unionBags` binds1, irreds1)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-               tcSimplifySuperClasses
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-Note [SUPERCLASS-LOOP 1]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-We have to be very, very careful when generating superclasses, lest we
-accidentally build a loop. Here's an example:
-
-  class S a
-
-  class S a => C a where { opc :: a -> a }
-  class S b => D b where { opd :: b -> b }
-  
-  instance C Int where
-     opc = opd
-  
-  instance D Int where
-     opd = opc
-
-From (instance C Int) we get the constraint set {ds1:S Int, dd:D Int}
-Simplifying, we may well get:
-       $dfCInt = :C ds1 (opd dd)
-       dd  = $dfDInt
-       ds1 = $p1 dd
-Notice that we spot that we can extract ds1 from dd.  
-
-Alas!  Alack! We can do the same for (instance D Int):
-
-       $dfDInt = :D ds2 (opc dc)
-       dc  = $dfCInt
-       ds2 = $p1 dc
-
-And now we've defined the superclass in terms of itself.
-
-Solution: never generate a superclass selectors at all when
-satisfying the superclass context of an instance declaration.
-
-Two more nasty cases are in
-       tcrun021
-       tcrun033
-
-\begin{code}
-tcSimplifySuperClasses qtvs givens sc_wanteds
-  = ASSERT( all isSkolemTyVar qtvs )
-    do { (_, frees, binds1) <- tcSimplCheck doc get_qtvs NoSCs givens sc_wanteds
-       ; ext_default        <- doptM Opt_ExtendedDefaultRules
-       ; binds2             <- tc_simplify_top doc ext_default NoSCs frees
-       ; return (binds1 `unionBags` binds2) }
-  where
-    get_qtvs = return (mkVarSet qtvs)
-    doc = ptext SLIT("instance declaration superclass context")
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{tcSimplifyRestricted}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-tcSimplifyRestricted infers which type variables to quantify for a 
-group of restricted bindings.  This isn't trivial.
-
-Eg1:   id = \x -> x
-       We want to quantify over a to get id :: forall a. a->a
-       
-Eg2:   eq = (==)
-       We do not want to quantify over a, because there's an Eq a 
-       constraint, so we get eq :: a->a->Bool  (notice no forall)
-
-So, assume:
-       RHS has type 'tau', whose free tyvars are tau_tvs
-       RHS has constraints 'wanteds'
-
-Plan A (simple)
-  Quantify over (tau_tvs \ ftvs(wanteds))
-  This is bad. The constraints may contain (Monad (ST s))
-  where we have        instance Monad (ST s) where...
-  so there's no need to be monomorphic in s!
-
-  Also the constraint might be a method constraint,
-  whose type mentions a perfectly innocent tyvar:
-         op :: Num a => a -> b -> a
-  Here, b is unconstrained.  A good example would be
-       foo = op (3::Int)
-  We want to infer the polymorphic type
-       foo :: forall b. b -> b
-
-
-Plan B (cunning, used for a long time up to and including GHC 6.2)
-  Step 1: Simplify the constraints as much as possible (to deal 
-  with Plan A's problem).  Then set
-       qtvs = tau_tvs \ ftvs( simplify( wanteds ) )
-
-  Step 2: Now simplify again, treating the constraint as 'free' if 
-  it does not mention qtvs, and trying to reduce it otherwise.
-  The reasons for this is to maximise sharing.
-
-  This fails for a very subtle reason.  Suppose that in the Step 2
-  a constraint (Foo (Succ Zero) (Succ Zero) b) gets thrown upstairs as 'free'.
-  In the Step 1 this constraint might have been simplified, perhaps to
-  (Foo Zero Zero b), AND THEN THAT MIGHT BE IMPROVED, to bind 'b' to 'T'.
-  This won't happen in Step 2... but that in turn might prevent some other
-  constraint (Baz [a] b) being simplified (e.g. via instance Baz [a] T where {..}) 
-  and that in turn breaks the invariant that no constraints are quantified over.
-
-  Test typecheck/should_compile/tc177 (which failed in GHC 6.2) demonstrates
-  the problem.
-
-
-Plan C (brutal)
-  Step 1: Simplify the constraints as much as possible (to deal 
-  with Plan A's problem).  Then set
-       qtvs = tau_tvs \ ftvs( simplify( wanteds ) )
-  Return the bindings from Step 1.
-  
-
-A note about Plan C (arising from "bug" reported by George Russel March 2004)
-Consider this:
-
-      instance (HasBinary ty IO) => HasCodedValue ty
-
-      foo :: HasCodedValue a => String -> IO a
-
-      doDecodeIO :: HasCodedValue a => () -> () -> IO a
-      doDecodeIO codedValue view  
-        = let { act = foo "foo" } in  act
-
-You might think this should work becuase the call to foo gives rise to a constraint
-(HasCodedValue t), which can be satisfied by the type sig for doDecodeIO.  But the
-restricted binding act = ... calls tcSimplifyRestricted, and PlanC simplifies the
-constraint using the (rather bogus) instance declaration, and now we are stuffed.
-
-I claim this is not really a bug -- but it bit Sergey as well as George.  So here's
-plan D
-
-
-Plan D (a variant of plan B)
-  Step 1: Simplify the constraints as much as possible (to deal 
-  with Plan A's problem), BUT DO NO IMPROVEMENT.  Then set
-       qtvs = tau_tvs \ ftvs( simplify( wanteds ) )
-
-  Step 2: Now simplify again, treating the constraint as 'free' if 
-  it does not mention qtvs, and trying to reduce it otherwise.
+*********************************************************************************
+*                                                                                 * 
+*                             RULES                                               *
+*                                                                                 *
+***********************************************************************************
 
-  The point here is that it's generally OK to have too few qtvs; that is,
-  to make the thing more monomorphic than it could be.  We don't want to
-  do that in the common cases, but in wierd cases it's ok: the programmer
-  can always add a signature.  
+Note [Simplifying RULE lhs constraints]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+On the LHS of transformation rules we only simplify only equalities,
+but not dictionaries.  We want to keep dictionaries unsimplified, to
+serve as the available stuff for the RHS of the rule.  We *do* want to
+simplify equalities, however, to detect ill-typed rules that cannot be
+applied.
 
-  Too few qtvs => too many wanteds, which is what happens if you do less
-  improvement.
-
-
-\begin{code}
-tcSimplifyRestricted   -- Used for restricted binding groups
-                       -- i.e. ones subject to the monomorphism restriction
-       :: SDoc
-       -> TopLevelFlag
-       -> [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)
-               TcDictBinds)    -- Bindings
-       -- tcSimpifyRestricted returns no constraints to
-       -- quantify over; by definition there are none.
-       -- They are all thrown back in the LIE
-
-tcSimplifyRestricted doc top_lvl bndrs tau_tvs wanteds
-       -- Zonk everything in sight
-  = mappM zonkInst wanteds                     `thenM` \ wanteds' ->
-
-       -- 'reduceMe': Reduce as far as we can.  Don't stop at
-       -- dicts; the idea is to get rid of as many type
-       -- variables as possible, and we don't want to stop
-       -- at (say) Monad (ST s), because that reduces
-       -- immediately, with no constraint on s.
-       --
-       -- BUT do no improvement!  See Plan D above
-       -- HOWEVER, some unification may take place, if we instantiate
-       --          a method Inst with an equality constraint
-    reduceContextWithoutImprovement 
-       doc reduceMe wanteds'           `thenM` \ (_frees, _binds, constrained_dicts) ->
-
-       -- 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 [
-               pprInsts wanteds, pprInsts _frees, pprInsts constrained_dicts',
-               ppr _binds,
-               ppr constrained_tvs', ppr tau_tvs', ppr qtvs' ])        `thenM_`
-
-       -- The first step may have squashed more methods than
-       -- necessary, so try again, this time more gently, knowing the exact
-       -- set of type variables to quantify over.
-       --
-       -- We quantify only over constraints that are captured by qtvs';
-       -- these will just be a subset of non-dicts.  This in contrast
-       -- to normal inference (using isFreeWhenInferring) in which we quantify over
-       -- all *non-inheritable* constraints too.  This implements choice
-       -- (B) under "implicit parameter and monomorphism" above.
-       --
-       -- Remember that we may need to do *some* simplification, to
-       -- (for example) squash {Monad (ST s)} into {}.  It's not enough
-       -- just to float all constraints
-       --
-       -- 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) = Free
-                   | otherwise                        = ReduceMe AddSCs
-    in
-    reduceContextWithoutImprovement 
-       doc try_me wanteds'             `thenM` \ (frees, binds, irreds) ->
-    ASSERT( null irreds )
-
-       -- See "Notes on implicit parameters, Question 4: top level"
-    if is_nested_group then
-       extendLIEs frees        `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs', binds)
-    else
-       let
-           (non_ips, bad_ips) = partition isClassDict frees
-       in    
-       addTopIPErrs bndrs bad_ips      `thenM_`
-       extendLIEs non_ips              `thenM_`
-        returnM (varSetElems qtvs', binds)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-               tcSimplifyRuleLhs
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-On the LHS of transformation rules we only simplify methods and constants,
-getting dictionaries.  We want to keep all of them unsimplified, to serve
-as the available stuff for the RHS of the rule.
+Implementation: the TcSFlags carried by the TcSMonad controls the
+amount of simplification, so simplifyRuleLhs just sets the flag
+appropriately.
 
 Example.  Consider the following left-hand side of a rule
-       
        f (x == y) (y > z) = ...
-
 If we typecheck this expression we get constraints
-
        d1 :: Ord a, d2 :: Eq a
-
 We do NOT want to "simplify" to the LHS
-
        forall x::a, y::a, z::a, d1::Ord a.
          f ((==) (eqFromOrd d1) x y) ((>) d1 y z) = ...
-
 Instead we want        
-
        forall x::a, y::a, z::a, d1::Ord a, d2::Eq a.
          f ((==) d2 x y) ((>) d1 y z) = ...
 
 Here is another example:
-
        fromIntegral :: (Integral a, Num b) => a -> b
        {-# RULES "foo"  fromIntegral = id :: Int -> Int #-}
-
 In the rule, a=b=Int, and Num Int is a superclass of Integral Int. But
 we *dont* want to get
-
        forall dIntegralInt.
           fromIntegral Int Int dIntegralInt (scsel dIntegralInt) = id Int
-
 because the scsel will mess up RULE matching.  Instead we want
-
        forall dIntegralInt, dNumInt.
          fromIntegral Int Int dIntegralInt dNumInt = id Int
 
 Even if we have 
-
        g (x == y) (y == z) = ..
-
 where the two dictionaries are *identical*, we do NOT WANT
-
        forall x::a, y::a, z::a, d1::Eq a
          f ((==) d1 x y) ((>) d1 y z) = ...
-
 because that will only match if the dict args are (visibly) equal.
 Instead we want to quantify over the dictionaries separately.
 
-In short, tcSimplifyRuleLhs must *only* squash LitInst and MethInts, leaving
-all dicts unchanged, with absolutely no sharing.  It's simpler to do this
-from scratch, rather than further parameterise simpleReduceLoop etc
+In short, simplifyRuleLhs must *only* squash equalities, leaving
+all dicts unchanged, with absolutely no sharing.  
 
-\begin{code}
-tcSimplifyRuleLhs :: [Inst] -> TcM ([Inst], TcDictBinds)
-tcSimplifyRuleLhs wanteds
-  = go [] emptyBag wanteds
-  where
-    go dicts binds []
-       = return (dicts, binds)
-    go dicts binds (w:ws)
-       | isDict w
-       = go (w:dicts) binds ws
-       | otherwise
-       = do { w' <- zonkInst w  -- So that (3::Int) does not generate a call
-                                -- to fromInteger; this looks fragile to me
-            ; lookup_result <- lookupInst w'
-            ; case lookup_result of
-                GenInst ws' rhs -> go dicts (addBind binds w rhs) (ws' ++ ws)
-                SimpleInst rhs  -> go dicts (addBind binds w rhs) ws
-                NoInstance      -> pprPanic "tcSimplifyRuleLhs" (ppr w)
-         }
-\end{code}
-
-tcSimplifyBracket is used when simplifying the constraints arising from
-a Template Haskell bracket [| ... |].  We want to check that there aren't
-any constraints that can't be satisfied (e.g. Show Foo, where Foo has no
-Show instance), but we aren't otherwise interested in the results.
-Nor do we care about ambiguous dictionaries etc.  We will type check
-this bracket again at its usage site.
+HOWEVER, under a nested implication things are different
+Consider
+  f :: (forall a. Eq a => a->a) -> Bool -> ...
+  {-# RULES "foo" forall (v::forall b. Eq b => b->b).
+       f b True = ...
+    #=}
+Here we *must* solve the wanted (Eq a) from the given (Eq a)
+resulting from skolemising the agument type of g.  So we 
+revert to SimplCheck when going under an implication.  
 
 \begin{code}
-tcSimplifyBracket :: [Inst] -> TcM ()
-tcSimplifyBracket wanteds
-  = simpleReduceLoop doc reduceMe wanteds      `thenM_`
-    returnM ()
-  where
-    doc = text "tcSimplifyBracket"
+simplifyRule :: RuleName 
+             -> [TcTyVar]              -- Explicit skolems
+             -> WantedConstraints      -- Constraints from LHS
+             -> WantedConstraints      -- Constraints from RHS
+             -> TcM ([EvVar],          -- LHS dicts
+                     TcEvBinds,                -- Evidence for LHS
+                     TcEvBinds)                -- Evidence for RHS
+-- See Note [Simplifying RULE lhs constraints]
+simplifyRule name tv_bndrs lhs_wanted rhs_wanted
+  = do { loc        <- getCtLoc (RuleSkol name)
+       ; zonked_lhs <- zonkWC lhs_wanted
+       ; let untch = NoUntouchables
+                -- We allow ourselves to unify environment 
+                -- variables; hence *no untouchables*
+
+       ; (lhs_results, lhs_binds)
+              <- runTcS (SimplRuleLhs name) untch $
+                 solveWanteds emptyInert zonked_lhs
+
+       ; traceTc "simplifyRule" $
+         vcat [ text "zonked_lhs"   <+> ppr zonked_lhs 
+              , text "lhs_results" <+> ppr lhs_results
+              , text "lhs_binds"    <+> ppr lhs_binds 
+              , text "rhs_wanted"   <+> ppr rhs_wanted ]
+
+
+       -- Don't quantify over equalities (judgement call here)
+       ; let (eqs, dicts) = partitionBag (isEqPred . evVarOfPred)
+                                         (wc_flat lhs_results)
+             lhs_dicts    = map evVarOf (bagToList dicts)
+                                 -- Dicts and implicit parameters
+
+           -- Fail if we have not got down to unsolved flats
+       ; ev_binds_var <- newTcEvBinds
+       ; emitImplication $ Implic { ic_untch  = untch
+                                  , ic_env    = emptyNameEnv
+                                  , ic_skols  = mkVarSet tv_bndrs
+                                  , ic_given  = lhs_dicts
+                                  , ic_wanted = lhs_results { wc_flat = eqs }
+                                  , ic_insol  = insolubleWC lhs_results
+                                  , ic_binds  = ev_binds_var
+                                  , ic_loc    = loc }
+
+            -- Notice that we simplify the RHS with only the explicitly
+            -- introduced skolems, allowing the RHS to constrain any 
+            -- unification variables.
+            -- Then, and only then, we call zonkQuantifiedTypeVariables
+            -- Example   foo :: Ord a => a -> a
+            --           foo_spec :: Int -> Int
+            --           {-# RULE "foo"  foo = foo_spec #-}
+            --     Here, it's the RHS that fixes the type variable
+
+            -- So we don't want to make untouchable the type
+            -- variables in the envt of the RHS, because they include
+            -- the template variables of the RULE
+
+            -- Hence the rather painful ad-hoc treatement here
+       ; rhs_binds_var@(EvBindsVar evb_ref _)  <- newTcEvBinds
+       ; let doc = ptext (sLit "rhs of rule") <+> doubleQuotes (ftext name)
+       ; rhs_binds1 <- simplifyCheck (SimplCheck doc) $
+            WC { wc_flat = emptyBag
+               , wc_insol = emptyBag
+               , wc_impl = unitBag $
+                    Implic { ic_untch   = NoUntouchables
+                            , ic_env    = emptyNameEnv
+                            , ic_skols  = mkVarSet tv_bndrs
+                            , ic_given  = lhs_dicts
+                            , ic_wanted = rhs_wanted
+                            , ic_insol  = insolubleWC rhs_wanted
+                            , ic_binds  = rhs_binds_var
+                            , ic_loc    = loc } }
+       ; rhs_binds2 <- readTcRef evb_ref
+
+       ; return ( lhs_dicts
+                , EvBinds lhs_binds 
+                , EvBinds (rhs_binds1 `unionBags` evBindMapBinds rhs_binds2)) }
 \end{code}
 
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Filtering at a dynamic binding}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-When we have
-       let ?x = R in B
-
-we must discharge all the ?x constraints from B.  We also do an improvement
-step; if we have ?x::t1 and ?x::t2 we must unify t1, t2.
-
-Actually, the constraints from B might improve the types in ?x. For example
-
-       f :: (?x::Int) => Char -> Char
-       let ?x = 3 in f 'c'
-
-then the constraint (?x::Int) arising from the call to f will
-force the binding for ?x to be of type Int.
+*********************************************************************************
+*                                                                                 * 
+*                                 Main Simplifier                                 *
+*                                                                                 *
+***********************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcSimplifyIPs :: [Inst]                -- The implicit parameters bound here
-             -> [Inst]         -- Wanted
-             -> TcM TcDictBinds
-tcSimplifyIPs given_ips wanteds
-  = simpl_loop given_ips wanteds       `thenM` \ (frees, binds) ->
-    extendLIEs frees                   `thenM_`
-    returnM binds
-  where
-    doc             = text "tcSimplifyIPs" <+> ppr given_ips
-    ip_set   = mkNameSet (ipNamesOfInsts given_ips)
-
-       -- Simplify any methods that mention the implicit parameter
-    try_me inst | isFreeWrtIPs ip_set inst = Free
-               | otherwise                = ReduceMe NoSCs
-
-    simpl_loop givens wanteds
-      = mappM zonkInst givens          `thenM` \ givens' ->
-        mappM zonkInst wanteds         `thenM` \ wanteds' ->
-
-        reduceContext doc try_me givens' wanteds'    `thenM` \ (no_improvement, frees, binds, irreds) ->
-
-        if no_improvement then
-           ASSERT( null irreds )
-           returnM (frees, binds)
-       else
-           simpl_loop givens' (irreds ++ frees)        `thenM` \ (frees1, binds1) ->
-           returnM (frees1, binds `unionBags` binds1)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[binds-for-local-funs]{@bindInstsOfLocalFuns@}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-When doing a binding group, we may have @Insts@ of local functions.
-For example, we might have...
-\begin{verbatim}
-let f x = x + 1            -- orig local function (overloaded)
-    f.1 = f Int            -- two instances of f
-    f.2 = f Float
- in
-    (f.1 5, f.2 6.7)
-\end{verbatim}
-The point is: we must drop the bindings for @f.1@ and @f.2@ here,
-where @f@ is in scope; those @Insts@ must certainly not be passed
-upwards towards the top-level. If the @Insts@ were binding-ified up
-there, they would have unresolvable references to @f@.
-
-We pass in an @init_lie@ of @Insts@ and a list of locally-bound @Ids@.
-For each method @Inst@ in the @init_lie@ that mentions one of the
-@Ids@, we create a binding.  We return the remaining @Insts@ (in an
-@LIE@), as well as the @HsBinds@ generated.
-
-\begin{code}
-bindInstsOfLocalFuns ::        [Inst] -> [TcId] -> TcM TcDictBinds
--- Simlifies only MethodInsts, and generate only bindings of form 
---     fm = f tys dicts
--- We're careful not to even generate bindings of the form
---     d1 = d2
--- You'd think that'd be fine, but it interacts with what is
--- arguably a bug in Match.tidyEqnInfo (see notes there)
-
-bindInstsOfLocalFuns wanteds local_ids
-  | null overloaded_ids
-       -- Common case
-  = extendLIEs wanteds         `thenM_`
-    returnM emptyLHsBinds
+simplifyCheck :: SimplContext
+             -> WantedConstraints      -- Wanted
+              -> TcM (Bag EvBind)
+-- Solve a single, top-level implication constraint
+-- e.g. typically one created from a top-level type signature
+--         f :: forall a. [a] -> [a]
+--          f x = rhs
+-- We do this even if the function has no polymorphism:
+--         g :: Int -> Int
+
+--          g y = rhs
+-- (whereas for *nested* bindings we would not create
+--  an implication constraint for g at all.)
+--
+-- Fails if can't solve something in the input wanteds
+simplifyCheck ctxt wanteds
+  = do { wanteds <- zonkWC wanteds
+
+       ; traceTc "simplifyCheck {" (vcat
+             [ ptext (sLit "wanted =") <+> ppr wanteds ])
+
+       ; (unsolved, ev_binds) <- runTcS ctxt NoUntouchables $
+                                 solveWanteds emptyInert wanteds
+
+       ; traceTc "simplifyCheck }" $
+         ptext (sLit "unsolved =") <+> ppr unsolved
+
+       ; reportUnsolved unsolved
+
+       ; return ev_binds }
+
+----------------
+solveWanteds :: InertSet                            -- Given
+             -> WantedConstraints
+             -> TcS WantedConstraints
+solveWanteds inert wanted
+  = do { (unsolved_flats, unsolved_implics, insols)
+             <- solve_wanteds inert wanted
+       ; return (WC { wc_flat = keepWanted unsolved_flats   -- Discard Derived
+                    , wc_impl = unsolved_implics
+                    , wc_insol = insols }) }
+
+solve_wanteds :: InertSet                            -- Given
+              -> WantedConstraints
+              -> TcS (Bag FlavoredEvVar, Bag Implication, Bag FlavoredEvVar)
+-- solve_wanteds iterates when it is able to float equalities
+-- out of one or more of the implications
+solve_wanteds inert wanted@(WC { wc_flat = flats, wc_impl = implics, wc_insol = insols })
+  = do { traceTcS "solveWanteds {" (ppr wanted)
+
+                 -- Try the flat bit
+                 -- Discard from insols all the derived/given constraints
+                 -- because they will show up again when we try to solve
+                 -- everything else.  Solving them a second time is a bit
+                 -- of a waste, but the code is simple, and the program is
+                 -- wrong anyway!
+       ; let all_flats = flats `unionBags` keepWanted insols
+       ; inert1 <- solveInteractWanted inert (bagToList all_flats)
+
+       ; (unsolved_flats, unsolved_implics) <- simpl_loop 1 inert1 implics
+
+       ; bb <- getTcEvBindsBag
+       ; tb <- getTcSTyBindsMap
+       ; traceTcS "solveWanteds }" $
+                 vcat [ text "unsolved_flats   =" <+> ppr unsolved_flats
+                      , text "unsolved_implics =" <+> ppr unsolved_implics
+                      , text "current evbinds  =" <+> vcat (map ppr (varEnvElts bb))
+                      , text "current tybinds  =" <+> vcat (map ppr (varEnvElts tb))
+                      ]
+
+       ; (subst, remaining_flats) <- solveCTyFunEqs unsolved_flats
+                -- See Note [Solving Family Equations]
+                -- NB: remaining_flats has already had subst applied
+
+       ; let (insoluble_flats, unsolved_flats) = partitionBag isCFrozenErr remaining_flats
+
+       ; return ( mapBag (substFlavoredEvVar subst . deCanonicalise) unsolved_flats
+                , mapBag (substImplication subst) unsolved_implics
+                , mapBag (substFlavoredEvVar subst . deCanonicalise) insoluble_flats ) }
 
-  | otherwise
-  = simpleReduceLoop doc try_me for_me `thenM` \ (frees, binds, irreds) ->
-    ASSERT( null irreds )
-    extendLIEs not_for_me      `thenM_`
-    extendLIEs frees           `thenM_`
-    returnM binds
   where
-    doc                     = text "bindInsts" <+> ppr local_ids
-    overloaded_ids   = filter is_overloaded local_ids
-    is_overloaded id = isOverloadedTy (idType id)
-    (for_me, not_for_me) = partition (isMethodFor overloaded_set) wanteds
-
-    overloaded_set = mkVarSet overloaded_ids   -- There can occasionally be a lot of them
-                                               -- so it's worth building a set, so that
-                                               -- lookup (in isMethodFor) is faster
-    try_me inst | isMethod inst = ReduceMe NoSCs
-               | otherwise     = Free
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Data types for the reduction mechanism}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-The main control over context reduction is here
-
-\begin{code}
-data WhatToDo
- = ReduceMe WantSCs    -- Try to reduce this
-                       -- If there's no instance, behave exactly like
-                       -- DontReduce: add the inst to the irreductible ones, 
-                       -- but don't produce an error message of any kind.
-                       -- It might be quite legitimate such as (Eq a)!
-
- | DontReduceUnlessConstant    -- Return as irreducible unless it can
-                               -- be reduced to a constant in one step
-
- | Free                          -- Return as free
-
-reduceMe :: Inst -> WhatToDo
-reduceMe inst = ReduceMe AddSCs
+    simpl_loop :: Int
+               -> InertSet
+               -> Bag Implication
+               -> TcS (CanonicalCts, Bag Implication) -- CanonicalCts are Wanted or Derived
+    simpl_loop n inert implics
+      | n>10
+      = trace "solveWanteds: loop" $                   -- Always bleat
+        do { traceTcS "solveWanteds: loop" (ppr inert)  -- Bleat more informatively
+           ; let (_, unsolved_cans) = extractUnsolved inert
+           ; return (unsolved_cans, implics) }
+
+      | otherwise
+      = do { traceTcS "solveWanteds: simpl_loop start {" $
+                 vcat [ text "n =" <+> ppr n
+                      , text "implics =" <+> ppr implics
+                      , text "inert   =" <+> ppr inert ]
+           
+           ; let (just_given_inert, unsolved_cans) = extractUnsolved inert
+                     -- unsolved_cans contains either Wanted or Derived!
+
+           ; (implic_eqs, unsolved_implics) 
+                  <- solveNestedImplications just_given_inert unsolved_cans implics
+
+                -- Apply defaulting rules if and only if there
+               -- no floated equalities.  If there are, they may
+               -- solve the remaining wanteds, so don't do defaulting.
+           ; improve_eqs <- if not (isEmptyBag implic_eqs)
+                           then return implic_eqs
+                            else applyDefaultingRules just_given_inert unsolved_cans
+
+           ; traceTcS "solveWanteds: simpl_loop end }" $
+                 vcat [ text "improve_eqs      =" <+> ppr improve_eqs
+                      , text "unsolved_flats   =" <+> ppr unsolved_cans
+                      , text "unsolved_implics =" <+> ppr unsolved_implics ]
+
+           ; (improve_eqs_already_in_inert, inert_with_improvement)
+               <- solveInteract inert improve_eqs 
+
+           ; if improve_eqs_already_in_inert then
+                 return (unsolved_cans, unsolved_implics)
+             else 
+                 simpl_loop (n+1) inert_with_improvement 
+                                         -- Contain unsolved_cans and the improve_eqs
+                                  unsolved_implics
+           }
+
+givensFromWanteds :: SimplContext -> CanonicalCts -> Bag FlavoredEvVar
+-- Extract the Wanted ones from CanonicalCts and conver to
+-- Givens; not Given/Solved, see Note [Preparing inert set for implications]
+givensFromWanteds _ctxt = foldrBag getWanted emptyBag
+  where
+    getWanted :: CanonicalCt -> Bag FlavoredEvVar -> Bag FlavoredEvVar
+    getWanted cc givens
+      | pushable_wanted cc
+      = let given = mkEvVarX (cc_id cc) (mkGivenFlavor (cc_flavor cc) UnkSkol)
+        in given `consBag` givens     -- and not mkSolvedFlavor,
+                                      -- see Note [Preparing inert set for implications]
+      | otherwise = givens
+
+    pushable_wanted :: CanonicalCt -> Bool 
+    pushable_wanted cc 
+      | not (isCFrozenErr cc) 
+      , isWantedCt cc 
+      = isEqPred (evVarPred (cc_id cc)) -- see Note [Preparing inert set for implications]
+      | otherwise = False 
+solveNestedImplications :: InertSet -> CanonicalCts
+                        -> Bag Implication
+                        -> TcS (Bag FlavoredEvVar, Bag Implication)
+solveNestedImplications just_given_inert unsolved_cans implics
+  | isEmptyBag implics
+  = return (emptyBag, emptyBag)
+  | otherwise 
+  = do {  -- See Note [Preparing inert set for implications]
+         -- Push the unsolved wanteds inwards, but as givens
+             
+       ; simpl_ctx <- getTcSContext 
+
+       ; let pushed_givens    = givensFromWanteds simpl_ctx unsolved_cans
+             tcs_untouchables = filterVarSet isFlexiTcsTv $
+                                tyVarsOfEvVarXs pushed_givens
+             -- See Note [Extra TcsTv untouchables]
+
+       ; traceTcS "solveWanteds: preparing inerts for implications {"  
+                  (vcat [ppr tcs_untouchables, ppr pushed_givens])
+
+       ; (_, inert_for_implics) <- solveInteract just_given_inert pushed_givens 
+
+       ; traceTcS "solveWanteds: } now doing nested implications {" $
+         vcat [ text "inerts_for_implics =" <+> ppr inert_for_implics
+              , text "implics =" <+> ppr implics ]
+
+       ; (implic_eqs, unsolved_implics)
+           <- flatMapBagPairM (solveImplication tcs_untouchables inert_for_implics) implics
+
+       ; traceTcS "solveWanteds: done nested implications }" $
+                  vcat [ text "implic_eqs ="       <+> ppr implic_eqs
+                       , text "unsolved_implics =" <+> ppr unsolved_implics ]
+
+       ; return (implic_eqs, unsolved_implics) }
+
+solveImplication :: TcTyVarSet                -- Untouchable TcS unification variables
+                 -> InertSet                  -- Given
+                 -> Implication               -- Wanted
+                 -> TcS (Bag FlavoredEvVar, -- All wanted or derived unifications: var = type
+                         Bag Implication)     -- Unsolved rest (always empty or singleton)
+-- Returns: 
+--  1. A bag of floatable wanted constraints, not mentioning any skolems, 
+--     that are of the form unification var = type
+-- 
+--  2. Maybe a unsolved implication, empty if entirely solved! 
+-- 
+-- Precondition: everything is zonked by now
+solveImplication tcs_untouchables inert
+     imp@(Implic { ic_untch  = untch 
+                 , ic_binds  = ev_binds
+                 , ic_skols  = skols 
+                 , ic_given  = givens
+                 , ic_wanted = wanteds
+                 , ic_loc    = loc })
+  = nestImplicTcS ev_binds (untch, tcs_untouchables) $
+    recoverTcS (return (emptyBag, emptyBag)) $
+       -- Recover from nested failures.  Even the top level is
+       -- just a bunch of implications, so failing at the first
+       -- one is bad
+    do { traceTcS "solveImplication {" (ppr imp) 
+
+         -- Solve flat givens
+       ; given_inert <- solveInteractGiven inert loc givens 
+
+         -- Simplify the wanteds
+       ; (unsolved_flats, unsolved_implics, insols)
+             <- solve_wanteds given_inert wanteds
+
+       ; let (res_flat_free, res_flat_bound)
+                 = floatEqualities skols givens unsolved_flats
+             final_flat = keepWanted res_flat_bound
+
+       ; let res_wanted = WC { wc_flat = final_flat
+                             , wc_impl = unsolved_implics
+                             , wc_insol = insols }
+             res_implic = unitImplication $
+                          imp { ic_wanted = res_wanted
+                              , ic_insol  = insolubleWC res_wanted }
+
+       ; traceTcS "solveImplication end }" $ vcat
+             [ text "res_flat_free =" <+> ppr res_flat_free
+             , text "res_implic =" <+> ppr res_implic ]
+
+       ; return (res_flat_free, res_implic) }
+
+
+floatEqualities :: TcTyVarSet -> [EvVar]
+                -> Bag FlavoredEvVar -> (Bag FlavoredEvVar, Bag FlavoredEvVar)
+-- Post: The returned FlavoredEvVar's are only Wanted or Derived
+-- and come from the input wanted ev vars or deriveds 
+floatEqualities skols can_given wantders
+  | hasEqualities can_given = (emptyBag, wantders)
+          -- Note [Float Equalities out of Implications]
+  | otherwise = partitionBag is_floatable wantders
+  
 
-data WantSCs = NoSCs | AddSCs  -- Tells whether we should add the superclasses
-                               -- of a predicate when adding it to the avails
-       -- The reason for this flag is entirely the super-class loop problem
-       -- Note [SUPER-CLASS LOOP 1]
+  where is_floatable :: FlavoredEvVar -> Bool
+        is_floatable (EvVarX cv _fl)
+          | isCoVar cv = skols `disjointVarSet` predTvs_under_fsks (coVarPred cv)
+        is_floatable _flev = False
+
+        tvs_under_fsks :: Type -> TyVarSet
+        -- ^ NB: for type synonyms tvs_under_fsks does /not/ expand the synonym
+        tvs_under_fsks (TyVarTy tv)     
+          | not (isTcTyVar tv)               = unitVarSet tv
+          | FlatSkol ty <- tcTyVarDetails tv = tvs_under_fsks ty
+          | otherwise                        = unitVarSet tv
+        tvs_under_fsks (TyConApp _ tys) = unionVarSets (map tvs_under_fsks tys)
+        tvs_under_fsks (PredTy sty)     = predTvs_under_fsks sty
+        tvs_under_fsks (FunTy arg res)  = tvs_under_fsks arg `unionVarSet` tvs_under_fsks res
+        tvs_under_fsks (AppTy fun arg)  = tvs_under_fsks fun `unionVarSet` tvs_under_fsks arg
+        tvs_under_fsks (ForAllTy tv ty) -- The kind of a coercion binder 
+                                     -- can mention type variables!
+          | isTyVar tv               = inner_tvs `delVarSet` tv
+          | otherwise  {- Coercion -} = -- ASSERT( not (tv `elemVarSet` inner_tvs) )
+                                        inner_tvs `unionVarSet` tvs_under_fsks (tyVarKind tv)
+          where
+            inner_tvs = tvs_under_fsks ty
+
+        predTvs_under_fsks :: PredType -> TyVarSet
+        predTvs_under_fsks (IParam _ ty)    = tvs_under_fsks ty
+        predTvs_under_fsks (ClassP _ tys)   = unionVarSets (map tvs_under_fsks tys)
+        predTvs_under_fsks (EqPred ty1 ty2) = tvs_under_fsks ty1 `unionVarSet` tvs_under_fsks ty2
 \end{code}
 
+Note [Preparing inert set for implications]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Before solving the nested implications, we convert any unsolved flat wanteds
+to givens, and add them to the inert set.  Reasons:
+
+  a) In checking mode, suppresses unnecessary errors.  We already have
+     on unsolved-wanted error; adding it to the givens prevents any 
+     consequential errors from showing up
+
+  b) More importantly, in inference mode, we are going to quantify over this
+     constraint, and we *don't* want to quantify over any constraints that
+     are deducible from it.
+
+  c) Flattened type-family equalities must be exposed to the nested
+     constraints.  Consider
+       F b ~ alpha, (forall c.  F b ~ alpha)
+     Obviously this is soluble with [alpha := F b].  But the
+     unification is only done by solveCTyFunEqs, right at the end of
+     solveWanteds, and if we aren't careful we'll end up with an
+     unsolved goal inside the implication.  We need to "push" the
+     as-yes-unsolved (F b ~ alpha) inwards, as a *given*, so that it
+     can be used to solve the inner (F b
+     ~ alpha).  See Trac #4935.
+
+  d) There are other cases where interactions between wanteds that can help
+     to solve a constraint. For example
+
+       class C a b | a -> b
+
+       (C Int alpha), (forall d. C d blah => C Int a)
+
+     If we push the (C Int alpha) inwards, as a given, it can produce
+     a fundep (alpha~a) and this can float out again and be used to
+     fix alpha.  (In general we can't float class constraints out just
+     in case (C d blah) might help to solve (C Int a).)
+
+The unsolved wanteds are *canonical* but they may not be *inert*,
+because when made into a given they might interact with other givens.
+Hence the call to solveInteract.  Example:
+
+ Original inert set = (d :_g D a) /\ (co :_w  a ~ [beta]) 
+
+We were not able to solve (a ~w [beta]) but we can't just assume it as
+given because the resulting set is not inert. Hence we have to do a
+'solveInteract' step first. 
+
+Finally, note that we convert them to [Given] and NOT [Given/Solved].
+The reason is that Given/Solved are weaker than Givens and may be discarded.
+As an example consider the inference case, where we may have, the following 
+original constraints: 
+     [Wanted] F Int ~ Int
+             (F Int ~ a => F Int ~ a)
+If we convert F Int ~ Int to [Given/Solved] instead of Given, then the next 
+given (F Int ~ a) is going to cause the Given/Solved to be ignored, casting 
+the (F Int ~ a) insoluble. Hence we should really convert the residual 
+wanteds to plain old Given. 
+
+We need only push in unsolved equalities both in checking mode and inference mode: 
+
+  (1) In checking mode we should not push given dictionaries in because of
+example LongWayOverlapping.hs, where we might get strange overlap
+errors between far-away constraints in the program.  But even in
+checking mode, we must still push type family equations. Consider:
+
+   type instance F True a b = a 
+   type instance F False a b = b
+
+   [w] F c a b ~ gamma 
+   (c ~ True) => a ~ gamma 
+   (c ~ False) => b ~ gamma
+
+Since solveCTyFunEqs happens at the very end of solving, the only way to solve
+the two implications is temporarily consider (F c a b ~ gamma) as Given (NB: not 
+merely Given/Solved because it has to interact with the top-level instance 
+environment) and push it inside the implications. Now, when we come out again at
+the end, having solved the implications solveCTyFunEqs will solve this equality.
+
+  (2) In inference mode, we recheck the final constraint in checking mode and
+hence we will be able to solve inner implications from top-level quantified
+constraints nonetheless.
+
+
+Note [Extra TcsTv untouchables]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Furthemore, we record the inert set simplifier-generated unification
+variables of the TcsTv kind (such as variables from instance that have
+been applied, or unification flattens). These variables must be passed
+to the implications as extra untouchable variables. Otherwise we have
+the danger of double unifications. Example (from trac ticket #4494):
+
+   (F Int ~ uf)  /\  (forall a. C a => F Int ~ beta) 
+
+In this example, beta is touchable inside the implication. The first
+solveInteract step leaves 'uf' ununified. Then we move inside the
+implication where a new constraint
+       uf  ~  beta  
+emerges. We may spontaneously solve it to get uf := beta, so the whole
+implication disappears but when we pop out again we are left with (F
+Int ~ uf) which will be unified by our final solveCTyFunEqs stage and
+uf will get unified *once more* to (F Int).
+
+The solution is to record the TcsTvs (i.e. the simplifier-generated
+unification variables) that are generated when solving the flats, and
+make them untouchables for the nested implication. In the example
+above uf would become untouchable, so beta would be forced to be
+unified as beta := uf.
+
+NB: A consequence is that every simplifier-generated TcsTv variable
+    that gets floated out of an implication becomes now untouchable
+    next time we go inside that implication to solve any residual
+    constraints. In effect, by floating an equality out of the
+    implication we are committing to have it solved in the outside.
+
+Note [Float Equalities out of Implications]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
+We want to float equalities out of vanilla existentials, but *not* out 
+of GADT pattern matches. 
 
 
 \begin{code}
-type Avails = FiniteMap Inst Avail
-emptyAvails = emptyFM
 
-data Avail
-  = IsFree             -- Used for free Insts
-  | Irred              -- Used for irreducible dictionaries,
-                       -- which are going to be lambda bound
-
-  | Given TcId                 -- Used for dictionaries for which we have a binding
-                       -- e.g. those "given" in a signature
-
-  | Rhs                -- Used when there is a RHS
-       (LHsExpr TcId)  -- The RHS
-       [Inst]          -- Insts free in the RHS; we need these too
-
-pprAvails avails = vcat [sep [ppr inst, nest 2 (equals <+> pprAvail avail)]
-                       | (inst,avail) <- fmToList avails ]
-
-instance Outputable Avail where
-    ppr = pprAvail
-
-pprAvail IsFree                = text "Free"
-pprAvail Irred         = text "Irred"
-pprAvail (Given x)     = text "Given" <+> ppr x
-pprAvail (Rhs rhs bs)   = text "Rhs" <+> ppr rhs <+> braces (ppr bs)
-\end{code}
-
-Extracting the bindings from a bunch of Avails.
-The bindings do *not* come back sorted in dependency order.
-We assume that they'll be wrapped in a big Rec, so that the
-dependency analyser can sort them out later
-
-The loop startes
-\begin{code}
-extractResults :: Avails
-              -> [Inst]                -- Wanted
-              -> TcM (TcDictBinds,     -- Bindings
-                       [Inst],         -- Irreducible ones
-                       [Inst])         -- Free ones
-
-extractResults avails wanteds
-  = go avails emptyBag [] [] wanteds
+solveCTyFunEqs :: CanonicalCts -> TcS (TvSubst, CanonicalCts)
+-- Default equalities (F xi ~ alpha) by setting (alpha := F xi), whenever possible
+-- See Note [Solving Family Equations]
+-- Returns: a bunch of unsolved constraints from the original CanonicalCts and implications
+--          where the newly generated equalities (alpha := F xi) have been substituted through.
+solveCTyFunEqs cts
+ = do { untch   <- getUntouchables 
+      ; let (unsolved_can_cts, (ni_subst, cv_binds))
+                = getSolvableCTyFunEqs untch cts
+      ; traceTcS "defaultCTyFunEqs" (vcat [text "Trying to default family equations:"
+                                          , ppr ni_subst, ppr cv_binds
+                                          ])
+      ; mapM_ solve_one cv_binds
+
+      ; return (niFixTvSubst ni_subst, unsolved_can_cts) }
   where
-    go avails binds irreds frees [] 
-      = returnM (binds, irreds, frees)
-
-    go avails binds irreds frees (w:ws)
-      = case lookupFM avails w of
-         Nothing    -> pprTrace "Urk: extractResults" (ppr w) $
-                       go avails binds irreds frees ws
-
-         Just IsFree -> go (add_free avails w)  binds irreds     (w:frees) ws
-         Just Irred  -> go (add_given avails w) binds (w:irreds) frees     ws
-
-         Just (Given id) -> go avails new_binds irreds frees ws
-                         where
-                              new_binds | id == instToId w = binds
-                                        | otherwise        = addBind binds w (L (instSpan w) (HsVar id))
-               -- 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!
-
-         Just (Rhs rhs ws') -> go (add_given avails w) new_binds irreds frees (ws' ++ ws)
-                            where
-                               new_binds = addBind binds w rhs
-
-    add_given avails w = addToFM avails w (Given (instToId w))
-
-    add_free avails w | isMethod w = avails
-                     | otherwise  = add_given avails w
-       -- NB: Hack alert!  
-       -- Do *not* replace Free by Given if it's a method.
-       -- The following situation shows why this is bad:
-       --      truncate :: forall a. RealFrac a => forall b. Integral b => a -> b
-       -- From an application (truncate f i) we get
-       --      t1 = truncate at f
-       --      t2 = t1 at i
-       -- If we have also have a second occurrence of truncate, we get
-       --      t3 = truncate at f
-       --      t4 = t3 at i
-       -- When simplifying with i,f free, we might still notice that
-       --   t1=t3; but alas, the binding for t2 (which mentions t1)
-       --   will continue to float out!
-
-addBind binds inst rhs = binds `unionBags` unitBag (L (instLocSrcSpan (instLoc inst)) 
-                                                     (VarBind (instToId inst) rhs))
-instSpan wanted = instLocSrcSpan (instLoc wanted)
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[reduce]{@reduce@}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-When the "what to do" predicate doesn't depend on the quantified type variables,
-matters are easier.  We don't need to do any zonking, unless the improvement step
-does something, in which case we zonk before iterating.
-
-The "given" set is always empty.
-
-\begin{code}
-simpleReduceLoop :: SDoc
-                -> (Inst -> WhatToDo)          -- What to do, *not* based on the quantified type variables
-                -> [Inst]                      -- Wanted
-                -> TcM ([Inst],                -- Free
-                        TcDictBinds,
-                        [Inst])                -- Irreducible
-
-simpleReduceLoop doc try_me wanteds
-  = mappM zonkInst wanteds                     `thenM` \ wanteds' ->
-    reduceContext doc try_me [] wanteds'       `thenM` \ (no_improvement, frees, binds, irreds) ->
-    if no_improvement then
-       returnM (frees, binds, irreds)
-    else
-       simpleReduceLoop doc try_me (irreds ++ frees)   `thenM` \ (frees1, binds1, irreds1) ->
-       returnM (frees1, binds `unionBags` binds1, irreds1)
-\end{code}
-
-
-
-\begin{code}
-reduceContext :: SDoc
-             -> (Inst -> WhatToDo)
-             -> [Inst]                 -- Given
-             -> [Inst]                 -- Wanted
-             -> TcM (Bool,             -- True <=> improve step did no unification
-                        [Inst],        -- Free
-                        TcDictBinds,   -- Dictionary bindings
-                        [Inst])        -- Irreducible
-
-reduceContext doc try_me givens wanteds
-  =
-    traceTc (text "reduceContext" <+> (vcat [
-            text "----------------------",
-            doc,
-            text "given" <+> ppr givens,
-            text "wanted" <+> ppr wanteds,
-            text "----------------------"
-            ]))                                        `thenM_`
-
-        -- Build the Avail mapping from "givens"
-    foldlM addGiven emptyAvails givens                 `thenM` \ init_state ->
-
-        -- Do the real work
-    reduceList (0,[]) try_me wanteds init_state                `thenM` \ avails ->
-
-       -- Do improvement, using everything in avails
-       -- In particular, avails includes all superclasses of everything
-    tcImprove avails                                   `thenM` \ no_improvement ->
-
-    extractResults avails wanteds                      `thenM` \ (binds, irreds, frees) ->
-
-    traceTc (text "reduceContext end" <+> (vcat [
-            text "----------------------",
-            doc,
-            text "given" <+> ppr givens,
-            text "wanted" <+> ppr wanteds,
-            text "----",
-            text "avails" <+> pprAvails avails,
-            text "frees" <+> ppr frees,
-            text "no_improvement =" <+> ppr no_improvement,
-            text "----------------------"
-            ]))                                        `thenM_`
-
-    returnM (no_improvement, frees, binds, irreds)
-
--- reduceContextWithoutImprovement differs from reduceContext
---     (a) no improvement
---     (b) 'givens' is assumed empty
-reduceContextWithoutImprovement doc try_me wanteds
-  =
-    traceTc (text "reduceContextWithoutImprovement" <+> (vcat [
-            text "----------------------",
-            doc,
-            text "wanted" <+> ppr wanteds,
-            text "----------------------"
-            ]))                                        `thenM_`
-
-        -- Do the real work
-    reduceList (0,[]) try_me wanteds emptyAvails       `thenM` \ avails ->
-    extractResults avails wanteds                      `thenM` \ (binds, irreds, frees) ->
-
-    traceTc (text "reduceContextWithoutImprovement end" <+> (vcat [
-            text "----------------------",
-            doc,
-            text "wanted" <+> ppr wanteds,
-            text "----",
-            text "avails" <+> pprAvails avails,
-            text "frees" <+> ppr frees,
-            text "----------------------"
-            ]))                                        `thenM_`
-
-    returnM (frees, binds, irreds)
-
-tcImprove :: Avails -> TcM Bool                -- False <=> no change
--- Perform improvement using all the predicates in Avails
-tcImprove avails
- =  tcGetInstEnvs                      `thenM` \ inst_envs -> 
-    let
-       preds = [ (pred, pp_loc)
-               | (inst, avail) <- fmToList avails,
-                 pred <- get_preds inst avail,
-                 let pp_loc = pprInstLoc (instLoc inst)
-               ]
-               -- Avails has all the superclasses etc (good)
-               -- It also has all the intermediates of the deduction (good)
-               -- It does not have duplicates (good)
-               -- NB that (?x::t1) and (?x::t2) will be held separately in avails
-               --    so that improve will see them separate
-
-       -- For free Methods, we want to take predicates from their context,
-       -- but for Methods that have been squished their context will already
-       -- be in Avails, and we don't want duplicates.  Hence this rather
-       -- horrid get_preds function
-       get_preds inst IsFree = fdPredsOfInst inst
-       get_preds inst other | isDict inst = [dictPred inst]
-                            | otherwise   = []
-
-       eqns = improve get_insts preds
-       get_insts clas = classInstances inst_envs clas
-     in
-     if null eqns then
-       returnM True
-     else
-       traceTc (ptext SLIT("Improve:") <+> vcat (map pprEquationDoc eqns))     `thenM_`
-        mappM_ unify eqns      `thenM_`
-       returnM False
+    solve_one (cv,tv,ty) = do { setWantedTyBind tv ty
+                              ; setCoBind cv (mkReflCo ty) }
+
+------------
+type FunEqBinds = (TvSubstEnv, [(CoVar, TcTyVar, TcType)])
+  -- The TvSubstEnv is not idempotent, but is loop-free
+  -- See Note [Non-idempotent substitution] in Unify
+emptyFunEqBinds :: FunEqBinds
+emptyFunEqBinds = (emptyVarEnv, [])
+
+extendFunEqBinds :: FunEqBinds -> CoVar -> TcTyVar -> TcType -> FunEqBinds
+extendFunEqBinds (tv_subst, cv_binds) cv tv ty
+  = (extendVarEnv tv_subst tv ty, (cv, tv, ty):cv_binds)
+
+------------
+getSolvableCTyFunEqs :: TcsUntouchables
+                     -> CanonicalCts                -- Precondition: all Wanteds or Derived!
+                     -> (CanonicalCts, FunEqBinds)  -- Postcondition: returns the unsolvables
+getSolvableCTyFunEqs untch cts
+  = Bag.foldlBag dflt_funeq (emptyCCan, emptyFunEqBinds) cts
   where
-    unify ((qtvs, pairs), what1, what2)
-        = addErrCtxtM (mkEqnMsg what1 what2)   $
-          tcInstTyVars (varSetElems qtvs)      `thenM` \ (_, _, tenv) ->
-          mapM_ (unif_pr tenv) pairs
-    unif_pr tenv (ty1,ty2) =  unifyType (substTy tenv ty1) (substTy tenv ty2)
-
-pprEquationDoc (eqn, (p1,w1), (p2,w2)) = vcat [pprEquation eqn, nest 2 (ppr p1), nest 2 (ppr p2)]
-
-mkEqnMsg (pred1,from1) (pred2,from2) tidy_env
-  = do { pred1' <- zonkTcPredType pred1; pred2' <- zonkTcPredType pred2
-       ; let { pred1'' = tidyPred tidy_env pred1'; pred2'' = tidyPred tidy_env pred2' }
-       ; let msg = vcat [ptext SLIT("When using functional dependencies to combine"),
-                         nest 2 (sep [ppr pred1'' <> comma, nest 2 from1]), 
-                         nest 2 (sep [ppr pred2'' <> comma, nest 2 from2])]
-       ; return (tidy_env, msg) }
-\end{code}
-
-The main context-reduction function is @reduce@.  Here's its game plan.
-
-\begin{code}
-reduceList :: (Int,[Inst])             -- Stack (for err msgs)
-                                       -- along with its depth
-                  -> (Inst -> WhatToDo)
-                  -> [Inst]
-                  -> Avails
-                  -> TcM Avails
+    dflt_funeq :: (CanonicalCts, FunEqBinds) -> CanonicalCt
+               -> (CanonicalCts, FunEqBinds)
+    dflt_funeq (cts_in, feb@(tv_subst, _))
+               (CFunEqCan { cc_id = cv
+                          , cc_flavor = fl
+                          , cc_fun = tc
+                          , cc_tyargs = xis
+                          , cc_rhs = xi })
+      | Just tv <- tcGetTyVar_maybe xi      -- RHS is a type variable
+
+      , isTouchableMetaTyVar_InRange untch tv
+           -- And it's a *touchable* unification variable
+
+      , typeKind xi `isSubKind` tyVarKind tv
+         -- Must do a small kind check since TcCanonical invariants 
+         -- on family equations only impose compatibility, not subkinding
+
+      , not (tv `elemVarEnv` tv_subst)
+           -- Check not in extra_binds
+           -- See Note [Solving Family Equations], Point 1
+
+      , not (tv `elemVarSet` niSubstTvSet tv_subst (tyVarsOfTypes xis))
+           -- Occurs check: see Note [Solving Family Equations], Point 2
+      = ASSERT ( not (isGivenOrSolved fl) )
+        (cts_in, extendFunEqBinds feb cv tv (mkTyConApp tc xis))
+
+    dflt_funeq (cts_in, fun_eq_binds) ct
+      = (cts_in `extendCCans` ct, fun_eq_binds)
 \end{code}
 
-@reduce@ is passed
-     try_me:   given an inst, this function returns
-                 Reduce       reduce this
-                 DontReduce   return this in "irreds"
-                 Free         return this in "frees"
+Note [Solving Family Equations] 
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
+After we are done with simplification we may be left with constraints of the form:
+     [Wanted] F xis ~ beta 
+If 'beta' is a touchable unification variable not already bound in the TyBinds 
+then we'd like to create a binding for it, effectively "defaulting" it to be 'F xis'.
+
+When is it ok to do so? 
+    1) 'beta' must not already be defaulted to something. Example: 
+
+           [Wanted] F Int  ~ beta   <~ Will default [beta := F Int]
+           [Wanted] F Char ~ beta   <~ Already defaulted, can't default again. We 
+                                       have to report this as unsolved.
+
+    2) However, we must still do an occurs check when defaulting (F xis ~ beta), to 
+       set [beta := F xis] only if beta is not among the free variables of xis.
+
+    3) Notice that 'beta' can't be bound in ty binds already because we rewrite RHS 
+       of type family equations. See Inert Set invariants in TcInteract. 
+
+
+*********************************************************************************
+*                                                                               * 
+*                          Defaulting and disamgiguation                        *
+*                                                                               *
+*********************************************************************************
+
+Basic plan behind applyDefaulting rules: 
+ Step 1:  
+    Split wanteds into defaultable groups, `groups' and the rest `rest_wanted' 
+    For each defaultable group, do: 
+      For each possible substitution for [alpha |-> tau] where `alpha' is the 
+      group's variable, do: 
+        1) Make up new TcEvBinds
+        2) Extend TcS with (groupVariable 
+        3) given_inert <- solveOne inert (given : a ~ tau) 
+        4) (final_inert,unsolved) <- solveWanted (given_inert) (group_constraints)
+        5) if unsolved == empty then 
+                 sneakyUnify a |-> tau 
+                 write the evidence bins
+                 return (final_inert ++ group_constraints,[]) 
+                      -- will contain the info (alpha |-> tau)!!
+                 goto next defaultable group 
+           if unsolved <> empty then 
+                 throw away evidence binds
+                 try next substitution 
+     If you've run out of substitutions for this group, too bad, you failed 
+                 return (inert,group) 
+                 goto next defaultable group
+ Step 2: 
+   Collect all the (canonical-cts, wanteds) gathered this way. 
+   - Do a solveGiven over the canonical-cts to make sure they are inert 
+------------------------------------------------------------------------------------------
 
-     wanteds:  The list of insts to reduce
-     state:    An accumulating parameter of type Avails
-               that contains the state of the algorithm
-
-  It returns a Avails.
-
-The (n,stack) pair is just used for error reporting.
-n is always the depth of the stack.
-The stack is the stack of Insts being reduced: to produce X
-I had to produce Y, to produce Y I had to produce Z, and so on.
 
 \begin{code}
-reduceList (n,stack) try_me wanteds state
-  = do         { dopts <- getDOpts
-#ifdef DEBUG
-       ; if n > 8 then
-               dumpTcRn (text "Interesting! Context reduction stack deeper than 8:" 
-                         <+> (int n $$ ifPprDebug (nest 2 (pprStack stack))))
-         else return ()
-#endif
-       ; if n >= ctxtStkDepth dopts then
-           failWithTc (reduceDepthErr n stack)
-         else
-           go wanteds state }
-  where
-    go []     state = return state
-    go (w:ws) state = do { state' <- reduce (n+1, w:stack) try_me w state
-                        ; go ws state' }
-
-    -- Base case: we're done!
-reduce stack try_me wanted avails
-    -- It's the same as an existing inst, or a superclass thereof
-  | Just avail <- isAvailable avails wanted
-  = returnM avails     
-
+applyDefaultingRules :: InertSet
+                     -> CanonicalCts             -- All wanteds
+                     -> TcS (Bag FlavoredEvVar)  -- All wanteds again!
+-- Return some *extra* givens, which express the 
+-- type-class-default choice
+
+applyDefaultingRules inert wanteds
+  | isEmptyBag wanteds 
+  = return emptyBag
   | otherwise
-  = case try_me wanted of {
-
-    ; DontReduceUnlessConstant ->    -- It's irreducible (or at least should not be reduced)
-                                    -- First, see if the inst can be reduced to a constant in one step
-       try_simple (addIrred AddSCs)    -- Assume want superclasses
-
-    ; Free ->  -- It's free so just chuck it upstairs
-               -- First, see if the inst can be reduced to a constant in one step
-       try_simple addFree
-
-    ; ReduceMe want_scs ->     -- It should be reduced
-       lookupInst wanted             `thenM` \ lookup_result ->
-       case lookup_result of
-           GenInst wanteds' rhs -> addIrred NoSCs avails wanted                `thenM` \ avails1 ->
-                                   reduceList stack try_me wanteds' avails1    `thenM` \ avails2 ->
-                                   addWanted want_scs avails2 wanted rhs wanteds'
-               -- Experiment with temporarily doing addIrred *before* the reduceList, 
-               -- which has the effect of adding the thing we are trying
-               -- to prove to the database before trying to prove the things it
-               -- needs.  See note [RECURSIVE DICTIONARIES]
-               -- NB: we must not do an addWanted before, because that adds the
-               --     superclasses too, and thaat can lead to a spurious loop; see
-               --     the examples in [SUPERCLASS-LOOP]
-               -- So we do an addIrred before, and then overwrite it afterwards with addWanted
-
-           SimpleInst rhs -> addWanted want_scs avails wanted rhs []
-
-           NoInstance ->    -- No such instance!
-                            -- Add it and its superclasses
-                            addIrred want_scs avails wanted
-    }
-  where
-    try_simple do_this_otherwise
-      = lookupInst wanted        `thenM` \ lookup_result ->
-       case lookup_result of
-           SimpleInst rhs -> addWanted AddSCs avails wanted rhs []
-           other          -> do_this_otherwise avails wanted
-\end{code}
-
-
-\begin{code}
--------------------------
-isAvailable :: Avails -> Inst -> Maybe Avail
-isAvailable avails wanted = lookupFM avails wanted
-       -- NB 1: the Ord instance of Inst compares by the class/type info
-       --  *not* by unique.  So
-       --      d1::C Int ==  d2::C Int
-
--------------------------
-addFree :: Avails -> Inst -> TcM Avails
-       -- When an Inst is tossed upstairs as 'free' we nevertheless add it
-       -- to avails, so that any other equal Insts will be commoned up right
-       -- here rather than also being tossed upstairs.  This is really just
-       -- an optimisation, and perhaps it is more trouble that it is worth,
-       -- as the following comments show!
-       --
-       -- NB: do *not* add superclasses.  If we have
-       --      df::Floating a
-       --      dn::Num a
-       -- but a is not bound here, then we *don't* want to derive
-       -- dn from df here lest we lose sharing.
-       --
-addFree avails free = returnM (addToFM avails free IsFree)
-
-addWanted :: WantSCs -> Avails -> Inst -> LHsExpr TcId -> [Inst] -> TcM Avails
-addWanted want_scs avails wanted rhs_expr wanteds
-  = addAvailAndSCs want_scs avails wanted avail
-  where
-    avail = Rhs rhs_expr wanteds
-
-addGiven :: Avails -> Inst -> TcM Avails
-addGiven avails given = addAvailAndSCs AddSCs avails given (Given (instToId given))
-       -- Always add superclasses for 'givens'
-       --
-       -- No ASSERT( not (given `elemFM` avails) ) because in an instance
-       -- decl for Ord t we can add both Ord t and Eq t as 'givens', 
-       -- so the assert isn't true
-
-addIrred :: WantSCs -> Avails -> Inst -> TcM Avails
-addIrred want_scs avails irred = ASSERT2( not (irred `elemFM` avails), ppr irred $$ ppr avails )
-                                addAvailAndSCs want_scs avails irred Irred
-
-addAvailAndSCs :: WantSCs -> Avails -> Inst -> Avail -> TcM Avails
-addAvailAndSCs want_scs avails inst avail
-  | not (isClassDict inst) = return avails_with_inst
-  | NoSCs <- want_scs     = return avails_with_inst
-  | otherwise             = do { traceTc (text "addAvailAndSCs" <+> vcat [ppr inst, ppr deps])
-                               ; addSCs is_loop avails_with_inst inst }
-  where
-    avails_with_inst = addToFM avails inst avail
-
-    is_loop pred = any (`tcEqType` mkPredTy pred) dep_tys
-                       -- Note: this compares by *type*, not by Unique
-    deps         = findAllDeps (unitVarSet (instToId inst)) avail
-    dep_tys     = map idType (varSetElems deps)
-
-    findAllDeps :: IdSet -> Avail -> IdSet
-    -- Find all the Insts that this one depends on
-    -- See Note [SUPERCLASS-LOOP 2]
-    -- Watch out, though.  Since the avails may contain loops 
-    -- (see Note [RECURSIVE DICTIONARIES]), so we need to track the ones we've seen so far
-    findAllDeps so_far (Rhs _ kids) = foldl find_all so_far kids
-    findAllDeps so_far other       = so_far
-
-    find_all :: IdSet -> Inst -> IdSet
-    find_all so_far kid
-      | kid_id `elemVarSet` so_far       = so_far
-      | Just avail <- lookupFM avails kid = findAllDeps so_far' avail
-      | otherwise                        = so_far'
-      where
-       so_far' = extendVarSet so_far kid_id    -- Add the new kid to so_far
-       kid_id = instToId kid
-
-addSCs :: (TcPredType -> Bool) -> Avails -> Inst -> TcM Avails
-       -- Add all the superclasses of the Inst to Avails
-       -- The first param says "dont do this because the original thing
-       --      depends on this one, so you'd build a loop"
-       -- Invariant: the Inst is already in Avails.
-
-addSCs is_loop avails dict
-  = do { sc_dicts <- newDictBndrs (instLoc dict) sc_theta'
-       ; foldlM add_sc avails (zipEqual "add_scs" sc_dicts sc_sels) }
+  = do { untch <- getUntouchables
+       ; tv_cts <- mapM (defaultTyVar untch) $
+                   varSetElems (tyVarsOfCDicts wanteds) 
+
+       ; info@(_, default_tys, _) <- getDefaultInfo
+       ; let groups = findDefaultableGroups info untch wanteds
+       ; deflt_cts <- mapM (disambigGroup default_tys inert) groups
+
+       ; traceTcS "deflt2" (vcat [ text "Tyvar defaults =" <+> ppr tv_cts
+                                 , text "Type defaults =" <+> ppr deflt_cts])
+
+       ; return (unionManyBags deflt_cts `unionBags` unionManyBags tv_cts) }
+
+------------------
+defaultTyVar :: TcsUntouchables -> TcTyVar -> TcS (Bag FlavoredEvVar)
+-- defaultTyVar is used on any un-instantiated meta type variables to
+-- default the kind of ? and ?? etc to *.  This is important to ensure
+-- that instance declarations match.  For example consider
+--     instance Show (a->b)
+--     foo x = show (\_ -> True)
+-- Then we'll get a constraint (Show (p ->q)) where p has argTypeKind (printed ??), 
+-- and that won't match the typeKind (*) in the instance decl.  
+-- See test tc217.
+--
+-- We look only at touchable type variables. No further constraints
+-- are going to affect these type variables, so it's time to do it by
+-- hand.  However we aren't ready to default them fully to () or
+-- whatever, because the type-class defaulting rules have yet to run.
+
+defaultTyVar untch the_tv 
+  | isTouchableMetaTyVar_InRange untch the_tv
+  , not (k `eqKind` default_k)
+  = do { ev <- TcSMonad.newKindConstraint the_tv default_k
+       ; let loc = CtLoc DefaultOrigin (getSrcSpan the_tv) [] -- Yuk
+       ; return (unitBag (mkEvVarX ev (Wanted loc))) }
+  | otherwise            
+  = return emptyBag     -- The common case
   where
-    (clas, tys) = getDictClassTys dict
-    (tyvars, sc_theta, sc_sels, _) = classBigSig clas
-    sc_theta' = substTheta (zipTopTvSubst tyvars tys) sc_theta
-
-    add_sc avails (sc_dict, sc_sel)
-      | is_loop (dictPred sc_dict) = return avails     -- See Note [SUPERCLASS-LOOP 2]
-      | is_given sc_dict          = return avails
-      | otherwise                 = addSCs is_loop avails' sc_dict
-      where
-       sc_sel_rhs = L (instSpan dict) (HsWrap co_fn (HsVar sc_sel))
-       co_fn      = WpApp (instToId dict) <.> mkWpTyApps tys
-       avails'    = addToFM avails sc_dict (Rhs sc_sel_rhs [dict])
-
-    is_given :: Inst -> Bool
-    is_given sc_dict = case lookupFM avails sc_dict of
-                         Just (Given _) -> True        -- Given is cheaper than superclass selection
-                         other          -> False       
-\end{code}
-
-Note [SUPERCLASS-LOOP 2]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-But the above isn't enough.  Suppose we are *given* d1:Ord a,
-and want to deduce (d2:C [a]) where
-
-       class Ord a => C a where
-       instance Ord [a] => C [a] where ...
-
-Then we'll use the instance decl to deduce C [a] from Ord [a], and then add the
-superclasses of C [a] to avails.  But we must not overwrite the binding
-for Ord [a] (which is obtained from Ord a) with a superclass selection or we'll just
-build a loop! 
-
-Here's another variant, immortalised in tcrun020
-       class Monad m => C1 m
-       class C1 m => C2 m x
-       instance C2 Maybe Bool
-For the instance decl we need to build (C1 Maybe), and it's no good if
-we run around and add (C2 Maybe Bool) and its superclasses to the avails 
-before we search for C1 Maybe.
-
-Here's another example 
-       class Eq b => Foo a b
-       instance Eq a => Foo [a] a
-If we are reducing
-       (Foo [t] t)
-
-we'll first deduce that it holds (via the instance decl).  We must not
-then overwrite the Eq t constraint with a superclass selection!
-
-At first I had a gross hack, whereby I simply did not add superclass constraints
-in addWanted, though I did for addGiven and addIrred.  This was sub-optimal,
-becuase it lost legitimate superclass sharing, and it still didn't do the job:
-I found a very obscure program (now tcrun021) in which improvement meant the
-simplifier got two bites a the cherry... so something seemed to be an Irred
-first time, but reducible next time.
-
-Now we implement the Right Solution, which is to check for loops directly 
-when adding superclasses.  It's a bit like the occurs check in unification.
-
-
-Note [RECURSIVE DICTIONARIES]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Consider 
-    data D r = ZeroD | SuccD (r (D r));
-    
-    instance (Eq (r (D r))) => Eq (D r) where
-        ZeroD     == ZeroD     = True
-        (SuccD a) == (SuccD b) = a == b
-        _         == _         = False;
-    
-    equalDC :: D [] -> D [] -> Bool;
-    equalDC = (==);
-
-We need to prove (Eq (D [])).  Here's how we go:
-
-       d1 : Eq (D [])
-
-by instance decl, holds if
-       d2 : Eq [D []]
-       where   d1 = dfEqD d2
-
-by instance decl of Eq, holds if
-       d3 : D []
-       where   d2 = dfEqList d3
-               d1 = dfEqD d2
-
-But now we can "tie the knot" to give
-
-       d3 = d1
-       d2 = dfEqList d3
-       d1 = dfEqD d2
-
-and it'll even run!  The trick is to put the thing we are trying to prove
-(in this case Eq (D []) into the database before trying to prove its
-contributing clauses.
-       
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\section{tcSimplifyTop: defaulting}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-
-@tcSimplifyTop@ is called once per module to simplify all the constant
-and ambiguous Insts.
-
-We need to be careful of one case.  Suppose we have
-
-       instance Num a => Num (Foo a b) where ...
-
-and @tcSimplifyTop@ is given a constraint (Num (Foo x y)).  Then it'll simplify
-to (Num x), and default x to Int.  But what about y??
-
-It's OK: the final zonking stage should zap y to (), which is fine.
-
-
-\begin{code}
-tcSimplifyTop, tcSimplifyInteractive :: [Inst] -> TcM TcDictBinds
-tcSimplifyTop wanteds
-  = do         { ext_default <- doptM Opt_ExtendedDefaultRules
-       ; tc_simplify_top doc ext_default AddSCs wanteds }
+    k = tyVarKind the_tv
+    default_k = defaultKind k
+
+
+----------------
+findDefaultableGroups 
+    :: ( SimplContext 
+       , [Type]
+       , (Bool,Bool) )  -- (Overloaded strings, extended default rules)
+    -> TcsUntouchables -- Untouchable
+    -> CanonicalCts    -- Unsolved
+    -> [[(CanonicalCt,TcTyVar)]]
+findDefaultableGroups (ctxt, default_tys, (ovl_strings, extended_defaults)) 
+                      untch wanteds
+  | not (performDefaulting ctxt) = []
+  | null default_tys             = []
+  | otherwise = filter is_defaultable_group (equivClasses cmp_tv unaries)
   where 
-    doc = text "tcSimplifyTop"
-
-tcSimplifyInteractive wanteds
-  = tc_simplify_top doc True  {- Interactive loop -}     AddSCs wanteds
-  where 
-    doc = text "tcSimplifyTop"
-
--- The TcLclEnv should be valid here, solely to improve
--- error message generation for the monomorphism restriction
-tc_simplify_top doc use_extended_defaulting want_scs wanteds
-  = do { lcl_env <- getLclEnv
-       ; traceTc (text "tcSimplifyTop" <+> ppr (lclEnvElts lcl_env))
-
-       ; let try_me inst = ReduceMe want_scs
-       ; (frees, binds, irreds) <- simpleReduceLoop doc try_me wanteds
-
-       ; let
-               -- First get rid of implicit parameters
-           (non_ips, bad_ips) = partition isClassDict irreds
-
-               -- All the non-tv or multi-param ones are definite errors
-           (unary_tv_dicts, non_tvs) = partition is_unary_tyvar_dict non_ips
-           bad_tyvars = unionVarSets (map tyVarsOfInst non_tvs)
-
-               -- Group by type variable
-           tv_groups = equivClasses cmp_by_tyvar unary_tv_dicts
-
-               -- Pick the ones which its worth trying to disambiguate
-               -- namely, the ones whose type variable isn't bound
-               -- up with one of the non-tyvar classes
-           (default_gps, non_default_gps) = partition defaultable_group tv_groups
-           defaultable_group ds
-               =  (bad_tyvars `disjointVarSet` tyVarsOfInst (head ds))
-               && defaultable_classes (map get_clas ds)
-           defaultable_classes clss 
-               | use_extended_defaulting = any isInteractiveClass clss
-               | otherwise = all isStandardClass clss && any isNumericClass clss
-
-           isInteractiveClass cls = isNumericClass cls
-                                 || (classKey cls `elem` [showClassKey, eqClassKey, ordClassKey])
-                       -- In interactive mode, or with -fextended-default-rules,
-                       -- we default Show a to Show () to avoid graututious errors on "show []"
-
+    unaries     :: [(CanonicalCt, TcTyVar)]  -- (C tv) constraints
+    non_unaries :: [CanonicalCt]             -- and *other* constraints
     
-                   -- Collect together all the bad guys
-           bad_guys           = non_tvs ++ concat non_default_gps
-           (ambigs, no_insts) = partition isTyVarDict bad_guys
-           -- If the dict has no type constructors involved, it must be ambiguous,
-           -- except I suppose that another error with fundeps maybe should have
-           -- constrained those type variables
-
-       -- Report definite errors
-       ; ASSERT( null frees )
-         groupErrs (addNoInstanceErrs Nothing []) no_insts
-       ; strangeTopIPErrs bad_ips
-
-       -- Deal with ambiguity errors, but only if
-       -- if there has not been an error so far:
-       -- errors often give rise to spurious ambiguous Insts.
-       -- For example:
-       --   f = (*)    -- Monomorphic
-       --   g :: Num a => a -> a
-       --   g x = f x x
-       -- Here, we get a complaint when checking the type signature for g,
-       -- that g isn't polymorphic enough; but then we get another one when
-       -- dealing with the (Num a) context arising from f's definition;
-       -- we try to unify a with Int (to default it), but find that it's
-       -- already been unified with the rigid variable from g's type sig
-       ; binds_ambig <- ifErrsM (returnM []) $
-           do  { -- Complain about the ones that don't fall under
-                 -- the Haskell rules for disambiguation
-                 -- This group includes both non-existent instances
-                 --    e.g. Num (IO a) and Eq (Int -> Int)
-                 -- and ambiguous dictionaries
-                 --    e.g. Num a
-                 addTopAmbigErrs ambigs
-
-                 -- Disambiguate the ones that look feasible
-               ; mappM disambigGroup default_gps }
-
-       ; return (binds `unionBags` unionManyBags binds_ambig) }
-
-----------------------------------
-d1 `cmp_by_tyvar` d2 = get_tv d1 `compare` get_tv d2
-
-is_unary_tyvar_dict :: Inst -> Bool    -- Dicts of form (C a)
-  -- Invariant: argument is a ClassDict, not IP or method
-is_unary_tyvar_dict d = case getDictClassTys d of
-                         (_, [ty]) -> tcIsTyVarTy ty
-                         other     -> False
-
-get_tv d   = case getDictClassTys d of
-                  (clas, [ty]) -> tcGetTyVar "tcSimplify" ty
-get_clas d = case getDictClassTys d of
-                  (clas, _) -> clas
-\end{code}
-
-If a dictionary constrains a type variable which is
-       * not mentioned in the environment
-       * and not mentioned in the type of the expression
-then it is ambiguous. No further information will arise to instantiate
-the type variable; nor will it be generalised and turned into an extra
-parameter to a function.
-
-It is an error for this to occur, except that Haskell provided for
-certain rules to be applied in the special case of numeric types.
-Specifically, if
-       * at least one of its classes is a numeric class, and
-       * all of its classes are numeric or standard
-then the type variable can be defaulted to the first type in the
-default-type list which is an instance of all the offending classes.
-
-So here is the function which does the work.  It takes the ambiguous
-dictionaries and either resolves them (producing bindings) or
-complains.  It works by splitting the dictionary list by type
-variable, and using @disambigOne@ to do the real business.
-
-@disambigOne@ assumes that its arguments dictionaries constrain all
-the same type variable.
-
-ADR Comment 20/6/94: I've changed the @CReturnable@ case to default to
-@()@ instead of @Int@.  I reckon this is the Right Thing to do since
-the most common use of defaulting is code like:
-\begin{verbatim}
-       _ccall_ foo     `seqPrimIO` bar
-\end{verbatim}
-Since we're not using the result of @foo@, the result if (presumably)
-@void@.
-
-\begin{code}
-disambigGroup :: [Inst]        -- All standard classes of form (C a)
-             -> TcM TcDictBinds
-
-disambigGroup dicts
-  =    -- THE DICTS OBEY THE DEFAULTABLE CONSTRAINT
-       -- SO, TRY DEFAULT TYPES IN ORDER
-
-       -- Failure here is caused by there being no type in the
-       -- default list which can satisfy all the ambiguous classes.
-       -- For example, if Real a is reqd, but the only type in the
-       -- default list is Int.
-    get_default_tys                    `thenM` \ default_tys ->
-    let
-      try_default []   -- No defaults work, so fail
-       = failM
-
-      try_default (default_ty : default_tys)
-       = tryTcLIE_ (try_default default_tys) $ -- If default_ty fails, we try
-                                               -- default_tys instead
-         tcSimplifyDefault theta               `thenM` \ _ ->
-         returnM default_ty
-        where
-         theta = [mkClassPred clas [default_ty] | clas <- classes]
-    in
-       -- See if any default works
-    tryM (try_default default_tys)     `thenM` \ mb_ty ->
-    case mb_ty of
-       Left  _                 -> bomb_out
-       Right chosen_default_ty -> choose_default chosen_default_ty
+    (unaries, non_unaries) = partitionWith find_unary (bagToList wanteds)
+        -- Finds unary type-class constraints
+    find_unary cc@(CDictCan { cc_tyargs = [ty] })
+        | Just tv <- tcGetTyVar_maybe ty
+        = Left (cc, tv)
+    find_unary cc = Right cc  -- Non unary or non dictionary 
+
+    bad_tvs :: TcTyVarSet  -- TyVars mentioned by non-unaries 
+    bad_tvs = foldr (unionVarSet . tyVarsOfCanonical) emptyVarSet non_unaries 
+
+    cmp_tv (_,tv1) (_,tv2) = tv1 `compare` tv2
+
+    is_defaultable_group ds@((_,tv):_)
+        = isTyConableTyVar tv  -- Note [Avoiding spurious errors]
+        && not (tv `elemVarSet` bad_tvs)
+        && isTouchableMetaTyVar_InRange untch tv 
+        && defaultable_classes [cc_class cc | (cc,_) <- ds]
+    is_defaultable_group [] = panic "defaultable_group"
+
+    defaultable_classes clss 
+        | extended_defaults = any isInteractiveClass clss
+        | otherwise         = all is_std_class clss && (any is_num_class clss)
+
+    -- In interactive mode, or with -XExtendedDefaultRules,
+    -- we default Show a to Show () to avoid graututious errors on "show []"
+    isInteractiveClass cls 
+        = 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 
+              -> InertSet                  -- Given inert 
+              -> [(CanonicalCt, TcTyVar)]  -- All classes of the form (C a)
+                                          --  sharing same type variable
+              -> TcS (Bag FlavoredEvVar)
+
+disambigGroup [] _inert _grp 
+  = return emptyBag
+disambigGroup (default_ty:default_tys) inert group
+  = do { traceTcS "disambigGroup" (ppr group $$ ppr default_ty)
+       ; ev <- TcSMonad.newCoVar (mkTyVarTy the_tv) default_ty
+       ; let der_flav = mk_derived_flavor (cc_flavor the_ct)
+             derived_eq = mkEvVarX ev der_flav
+
+       ; success <- tryTcS $
+                    do { (_,final_inert) <- solveInteract inert $ listToBag $
+                                            derived_eq : wanted_ev_vars
+                      ; let (_, unsolved) = extractUnsolved final_inert                         
+                       ; let wanted_unsolved = filterBag isWantedCt unsolved 
+                                            -- Don't care about Derived's
+                       ; return (isEmptyBag wanted_unsolved) }
+       ; case success of
+           True  ->  -- Success: record the type variable binding, and return
+                    do { wrapWarnTcS $ warnDefaulting wanted_ev_vars default_ty
+                       ; traceTcS "disambigGroup succeeded" (ppr default_ty)
+                       ; return (unitBag derived_eq) }
+           False ->    -- Failure: try with the next type
+                    do { traceTcS "disambigGroup failed, will try other default types"
+                                  (ppr default_ty)
+                       ; disambigGroup default_tys inert group } }
   where
-    tyvar   = get_tv (head dicts)      -- Should be non-empty
-    classes = map get_clas dicts
-
-    choose_default default_ty  -- Commit to tyvar = default_ty
-      =        -- Bind the type variable 
-       unifyType default_ty (mkTyVarTy tyvar)  `thenM_`
-       -- and reduce the context, for real this time
-       simpleReduceLoop (text "disambig" <+> ppr dicts)
-                        reduceMe dicts                 `thenM` \ (frees, binds, ambigs) ->
-       WARN( not (null frees && null ambigs), ppr frees $$ ppr ambigs )
-       warnDefault dicts default_ty                    `thenM_`
-       returnM binds
-
-    bomb_out = addTopAmbigErrs dicts   `thenM_`
-              returnM emptyBag
-
-get_default_tys
-  = do         { mb_defaults <- getDefaultTys
-       ; 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] } }
+    ((the_ct,the_tv):_) = group
+    wanteds             = map fst group
+    wanted_ev_vars :: [FlavoredEvVar]
+    wanted_ev_vars      = map deCanonicalise wanteds
+
+    mk_derived_flavor :: CtFlavor -> CtFlavor
+    mk_derived_flavor (Wanted loc) = Derived loc
+    mk_derived_flavor _ = panic "Asked  to disambiguate given or derived!"
 \end{code}
 
-[Aside - why the defaulting mechanism is turned off when
- dealing with arguments and results to ccalls.
+Note [Avoiding spurious errors]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When doing the unification for defaulting, we check for skolem
+type variables, and simply don't default them.  For example:
+   f = (*)     -- Monomorphic
+   g :: Num a => a -> a
+   g x = f x x
+Here, we get a complaint when checking the type signature for g,
+that g isn't polymorphic enough; but then we get another one when
+dealing with the (Num a) context arising from f's definition;
+we try to unify a with Int (to default it), but find that it's
+already been unified with the rigid variable from g's type sig
 
-When typechecking _ccall_s, TcExpr ensures that the external
-function is only passed arguments (and in the other direction,
-results) of a restricted set of 'native' types.
 
-The interaction between the defaulting mechanism for numeric
-values and CC & CR can be a bit puzzling to the user at times.
-For example,
 
-    x <- _ccall_ f
-    if (x /= 0) then
-       _ccall_ g x
-     else
-       return ()
-
-What type has 'x' got here? That depends on the default list
-in operation, if it is equal to Haskell 98's default-default
-of (Integer, Double), 'x' has type Double, since Integer
-is not an instance of CR. If the default list is equal to
-Haskell 1.4's default-default of (Int, Double), 'x' has type
-Int.
-
-End of aside]
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[simple]{@Simple@ versions}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-Much simpler versions when there are no bindings to make!
-
-@tcSimplifyThetas@ simplifies class-type constraints formed by
-@deriving@ declarations and when specialising instances.  We are
-only interested in the simplified bunch of class/type constraints.
-
-It simplifies to constraints of the form (C a b c) where
-a,b,c are type variables.  This is required for the context of
-instance declarations.
+*********************************************************************************
+*                                                                               * 
+*                   Utility functions
+*                                                                               *
+*********************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcSimplifyDeriv :: InstOrigin
-                -> TyCon
-               -> [TyVar]      
-               -> ThetaType            -- Wanted
-               -> TcM ThetaType        -- Needed
-
-tcSimplifyDeriv orig tc tyvars theta
-  = tcInstTyVars tyvars                        `thenM` \ (tvs, _, tenv) ->
-       -- 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 ->
-    simpleReduceLoop doc reduceMe wanteds              `thenM` \ (frees, _, irreds) ->
-    ASSERT( null frees )                       -- reduceMe never returns Free
-
-    doptM Opt_GlasgowExts                      `thenM` \ gla_exts ->
-    doptM Opt_AllowUndecidableInstances                `thenM` \ undecidable_ok ->
-    let
-       tv_set      = mkVarSet tvs
-
-       (bad_insts, ok_insts) = partition is_bad_inst irreds
-       is_bad_inst dict 
-          = let pred = dictPred dict   -- reduceMe squashes all non-dicts
-            in isEmptyVarSet (tyVarsOfPred pred)
-                 -- Things like (Eq T) are bad
-            || (not gla_exts && not (isTyVarClassPred pred))
-  
-       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
-   
-    addNoInstanceErrs Nothing [] bad_insts             `thenM_`
-    mapM_ (addErrTc . badDerivedPred) weird_preds      `thenM_`
-    returnM (substTheta rev_env simpl_theta)
-  where
-    doc    = ptext SLIT("deriving classes for a data type")
-\end{code}
-
-@tcSimplifyDefault@ just checks class-type constraints, essentially;
-used with \tr{default} declarations.  We are only interested in
-whether it worked or not.
-
-\begin{code}
-tcSimplifyDefault :: ThetaType -- Wanted; has no type variables in it
-                 -> TcM ()
-
-tcSimplifyDefault theta
-  = newDictBndrsO DefaultOrigin theta          `thenM` \ wanteds ->
-    simpleReduceLoop doc reduceMe wanteds      `thenM` \ (frees, _, irreds) ->
-    ASSERT( null frees )       -- try_me never returns Free
-    addNoInstanceErrs Nothing []  irreds       `thenM_`
-    if null irreds then
-       returnM ()
-    else
-       failM
-  where
-    doc = ptext SLIT("default declaration")
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\section{Errors and contexts}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-ToDo: for these error messages, should we note the location as coming
-from the insts, or just whatever seems to be around in the monad just
-now?
-
-\begin{code}
-groupErrs :: ([Inst] -> TcM ())        -- Deal with one group
-         -> [Inst]             -- The offending Insts
-          -> TcM ()
--- Group together insts with the same origin
--- We want to report them together in error messages
-
-groupErrs report_err [] 
-  = returnM ()
-groupErrs report_err (inst:insts) 
-  = do_one (inst:friends)              `thenM_`
-    groupErrs report_err others
-
-  where
-       -- (It may seem a bit crude to compare the error messages,
-       --  but it makes sure that we combine just what the user sees,
-       --  and it avoids need equality on InstLocs.)
-   (friends, others) = partition is_friend insts
-   loc_msg          = showSDoc (pprInstLoc (instLoc inst))
-   is_friend friend  = showSDoc (pprInstLoc (instLoc friend)) == loc_msg
-   do_one insts = addInstCtxt (instLoc (head insts)) (report_err insts)
-               -- Add location and context information derived from the Insts
-
--- Add the "arising from..." part to a message about bunch of dicts
-addInstLoc :: [Inst] -> Message -> Message
-addInstLoc insts msg = msg $$ nest 2 (pprInstLoc (instLoc (head insts)))
-
-addTopIPErrs :: [Name] -> [Inst] -> TcM ()
-addTopIPErrs bndrs [] 
-  = return ()
-addTopIPErrs bndrs ips
-  = addErrTcM (tidy_env, mk_msg tidy_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")
-                                           <+> pprBinders bndrs <> colon)],
-                      nest 2 (vcat (map ppr_ip ips)),
-                      monomorphism_fix]
-    ppr_ip ip = pprPred (dictPred ip) <+> pprInstLoc (instLoc ip)
-
-strangeTopIPErrs :: [Inst] -> TcM ()
-strangeTopIPErrs dicts -- Strange, becuase addTopIPErrs should have caught them all
-  = groupErrs report tidy_dicts
-  where
-    (tidy_env, tidy_dicts) = tidyInsts dicts
-    report dicts = addErrTcM (tidy_env, mk_msg dicts)
-    mk_msg dicts = addInstLoc dicts (ptext SLIT("Unbound implicit parameter") <> 
-                                    plural tidy_dicts <+> pprDictsTheta tidy_dicts)
-
-addNoInstanceErrs :: Maybe SDoc        -- Nothing => top level
-                               -- Just d => d describes the construct
-                 -> [Inst]     -- What is given by the context or type sig
-                 -> [Inst]     -- What is wanted
-                 -> TcM ()     
-addNoInstanceErrs mb_what givens [] 
-  = returnM ()
-addNoInstanceErrs mb_what givens dicts
-  =    -- Some of the dicts are here because there is no instances
-       -- and some because there are too many instances (overlap)
-    tcGetInstEnvs      `thenM` \ inst_envs ->
-    let
-       (tidy_env1, tidy_givens) = tidyInsts givens
-       (tidy_env2, tidy_dicts)  = tidyMoreInsts tidy_env1 dicts
-
-       -- Run through the dicts, generating a message for each
-       -- overlapping one, but simply accumulating all the 
-       -- no-instance ones so they can be reported as a group
-       (overlap_doc, no_inst_dicts) = foldl check_overlap (empty, []) tidy_dicts
-       check_overlap (overlap_doc, no_inst_dicts) dict 
-         | not (isClassDict dict) = (overlap_doc, dict : no_inst_dicts)
-         | otherwise
-         = case lookupInstEnv inst_envs clas tys of
-               -- The case of exactly one match and no unifiers means
-               -- a successful lookup.  That can't happen here, becuase
-               -- dicts only end up here if they didn't match in Inst.lookupInst
-#ifdef DEBUG
-               ([m],[]) -> pprPanic "addNoInstanceErrs" (ppr dict)
-#endif
-               ([], _)  -> (overlap_doc, dict : no_inst_dicts)         -- No match
-               res      -> (mk_overlap_msg dict res $$ overlap_doc, no_inst_dicts)
-         where
-           (clas,tys) = getDictClassTys dict
-    in
-       
-       -- Now generate a good message for the no-instance bunch
-    mk_probable_fix tidy_env2 no_inst_dicts    `thenM` \ (tidy_env3, probable_fix) ->
-    let
-       no_inst_doc | null no_inst_dicts = empty
-                   | otherwise = vcat [addInstLoc no_inst_dicts heading, probable_fix]
-       heading | null givens = ptext SLIT("No instance") <> plural no_inst_dicts <+> 
-                               ptext SLIT("for") <+> pprDictsTheta no_inst_dicts
-               | otherwise   = sep [ptext SLIT("Could not deduce") <+> pprDictsTheta no_inst_dicts,
-                                    nest 2 $ ptext SLIT("from the context") <+> pprDictsTheta tidy_givens]
-    in
-       -- And emit both the non-instance and overlap messages
-    addErrTcM (tidy_env3, no_inst_doc $$ overlap_doc)
-  where
-    mk_overlap_msg dict (matches, unifiers)
-      = vcat [ addInstLoc [dict] ((ptext SLIT("Overlapping instances for") 
-                                       <+> pprPred (dictPred dict))),
-               sep [ptext SLIT("Matching instances") <> colon,
-                    nest 2 (vcat [pprInstances ispecs, pprInstances unifiers])],
-               ASSERT( not (null matches) )
-               if not (isSingleton matches)
-               then    -- Two or more matches
-                    empty
-               else    -- One match, plus some unifiers
-               ASSERT( not (null unifiers) )
-               parens (vcat [ptext SLIT("The choice depends on the instantiation of") <+>
-                                quotes (pprWithCommas ppr (varSetElems (tyVarsOfInst dict))),
-                             ptext SLIT("Use -fallow-incoherent-instances to use the first choice above")])]
-      where
-       ispecs = [ispec | (_, ispec) <- matches]
-
-    mk_probable_fix tidy_env dicts     
-      = returnM (tidy_env, sep [ptext SLIT("Possible fix:"), nest 2 (vcat fixes)])
-      where
-       fixes = add_ors (fix1 ++ fix2)
-
-       fix1 = case mb_what of
-                Nothing   -> []        -- Top level
-                Just what -> -- Nested (type signatures, instance decls)
-                             [ sep [ ptext SLIT("add") <+> pprDictsTheta dicts,
-                               ptext SLIT("to the") <+> what] ]
-
-       fix2 | null instance_dicts = []
-            | otherwise           = [ sep [ptext SLIT("add an instance declaration for"),
-                                           pprDictsTheta instance_dicts] ]
-       instance_dicts = [d | d <- dicts, isClassDict d, not (isTyVarDict d)]
-               -- Insts for which it is worth suggesting an adding an instance declaration
-               -- Exclude implicit parameters, and tyvar dicts
-
-       add_ors :: [SDoc] -> [SDoc]     -- The empty case should not happen
-       add_ors []      = [ptext SLIT("[No suggested fixes]")]  -- Strange
-       add_ors (f1:fs) = f1 : map (ptext SLIT("or") <+>) fs
-
-addTopAmbigErrs dicts
--- Divide into groups that share a common set of ambiguous tyvars
-  = mapM report (equivClasses cmp [(d, tvs_of d) | d <- tidy_dicts])
-  where
-    (tidy_env, tidy_dicts) = tidyInsts dicts
-
-    tvs_of :: Inst -> [TcTyVar]
-    tvs_of d = varSetElems (tyVarsOfInst d)
-    cmp (_,tvs1) (_,tvs2) = tvs1 `compare` tvs2
-    
-    report :: [(Inst,[TcTyVar])] -> TcM ()
-    report pairs@((inst,tvs) : _)      -- The pairs share a common set of ambiguous tyvars
-       = mkMonomorphismMsg tidy_env tvs        `thenM` \ (tidy_env, mono_msg) ->
-         setSrcSpan (instLocSrcSpan (instLoc inst)) $
-               -- the location of the first one will do for the err message
-         addErrTcM (tidy_env, msg $$ mono_msg)
-       where
-         dicts = map fst pairs
-         msg = sep [text "Ambiguous type variable" <> plural tvs <+> 
-                         pprQuotedList tvs <+> in_msg,
-                    nest 2 (pprDictsInFull dicts)]
-         in_msg = text "in the constraint" <> plural dicts <> colon
-
-
-mkMonomorphismMsg :: TidyEnv -> [TcTyVar] -> TcM (TidyEnv, Message)
--- There's an error with these Insts; if they have free type variables
--- it's probably caused by the monomorphism restriction. 
--- Try to identify the offending variable
--- ASSUMPTION: the Insts are fully zonked
-mkMonomorphismMsg tidy_env inst_tvs
-  = findGlobals (mkVarSet inst_tvs) tidy_env   `thenM` \ (tidy_env, docs) ->
-    returnM (tidy_env, mk_msg docs)
-  where
-    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")
-                       -- whre monomorphism doesn't play any role
-    mk_msg docs = vcat [ptext SLIT("Possible cause: the monomorphism restriction applied to the following:"),
-                       nest 2 (vcat docs),
-                       monomorphism_fix
-                      ]
-monomorphism_fix :: SDoc
-monomorphism_fix = ptext SLIT("Probable fix:") <+> 
-                  (ptext SLIT("give these definition(s) an explicit type signature")
-                   $$ ptext SLIT("or use -fno-monomorphism-restriction"))
-    
-warnDefault dicts default_ty
-  = doptM Opt_WarnTypeDefaults  `thenM` \ warn_flag ->
-    addInstCtxt (instLoc (head (dicts))) (warnTc warn_flag warn_msg)
-  where
-       -- Tidy them first
-    (_, tidy_dicts) = tidyInsts dicts
-    warn_msg  = vcat [ptext SLIT("Defaulting the following constraint(s) to type") <+>
-                               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"),
-         nest 4 (pprStack stack)]
-
-pprStack stack = vcat (map pprInstInFull stack)
-\end{code}
+newFlatWanteds :: CtOrigin -> ThetaType -> TcM (Bag WantedEvVar)
+newFlatWanteds orig theta
+  = do { loc <- getCtLoc orig
+       ; evs <- newWantedEvVars theta
+       ; return (listToBag [EvVarX w loc | w <- evs]) }
+\end{code}
\ No newline at end of file