Simon's big boxy-type commit
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / Inst.lhs
index ed0e665..8768e20 100644 (file)
 
 \begin{code}
 module Inst ( 
-       LIE, emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, zonkLIE,
-       plusLIEs, mkLIE, isEmptyLIE, lieToList, listToLIE,
-
        Inst, 
-       pprInst, pprInsts, pprInstsInFull, tidyInsts, tidyMoreInsts,
 
-       newDictsFromOld, newDicts, cloneDict,
-       newMethod, newMethodWithGivenTy, newMethodAtLoc,
-       newOverloadedLit, newIPDict, tcInstCall,
+       pprInstances, pprDictsTheta, pprDictsInFull,    -- User error messages
+       showLIE, pprInst, pprInsts, pprInstInFull,      -- Debugging messages
+
+       tidyInsts, tidyMoreInsts,
+
+       newDicts, newDictAtLoc, newDictsAtLoc, cloneDict, 
+       shortCutFracLit, shortCutIntLit, newIPDict, 
+       newMethod, newMethodFromName, newMethodWithGivenTy, 
+       tcInstClassOp, tcInstStupidTheta,
+       tcSyntaxName, isHsVar,
 
        tyVarsOfInst, tyVarsOfInsts, tyVarsOfLIE, 
-       ipNamesOfInst, ipNamesOfInsts, predsOfInst, predsOfInsts,
+       ipNamesOfInst, ipNamesOfInsts, fdPredsOfInst, fdPredsOfInsts,
        instLoc, getDictClassTys, dictPred,
 
-       lookupInst, lookupSimpleInst, LookupInstResult(..),
+       lookupInst, LookupInstResult(..), lookupPred, 
+       tcExtendLocalInstEnv, tcGetInstEnvs, getOverlapFlag,
 
        isDict, isClassDict, isMethod, 
-       isLinearInst, linearInstType,
-       isTyVarDict, isStdClassTyVarDict, isMethodFor, 
-       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
+       isLinearInst, linearInstType, isIPDict, isInheritableInst,
+       isTyVarDict, isMethodFor, 
 
        zonkInst, zonkInsts,
        instToId, instName,
 
-       InstOrigin(..), InstLoc, pprInstLoc
+       InstOrigin(..), InstLoc(..), pprInstLoc
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn   ( HsLit(..), HsOverLit(..), HsExpr(..) )
-import TcHsSyn ( TcExpr, TcId, TypecheckedHsExpr,
-                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, mkHsConApp, zonkId
-               )
-import TcMonad
-import TcEnv   ( TcIdSet, tcGetInstEnv, tcLookupId )
-import InstEnv ( InstLookupResult(..), lookupInstEnv )
-import TcMType ( zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcPredType,
-                 zonkTcThetaType, tcInstTyVar, tcInstType,
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcPolyExpr )
+
+import HsSyn   ( HsLit(..), HsOverLit(..), HsExpr(..), LHsExpr, mkHsApp,
+                 nlHsLit, nlHsVar )
+import TcHsSyn ( mkHsTyApp, mkHsDictApp, zonkId )
+import TcRnMonad
+import TcEnv   ( tcLookupId, checkWellStaged, topIdLvl, tcMetaTy )
+import InstEnv ( DFunId, InstEnv, Instance(..), OverlapFlag(..),
+                 lookupInstEnv, extendInstEnv, pprInstances, 
+                 instanceHead, instanceDFunId, setInstanceDFunId )
+import FunDeps ( checkFunDeps )
+import TcMType ( zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcPredType, zonkTcThetaType, 
+                 tcInstTyVar, tcInstSkolType
                )
-import TcType  ( Type, TcType, TcThetaType, TcPredType, TcTauType, TcTyVarSet,
-                 SourceType(..), PredType, ThetaType, TyVarDetails(VanillaTv),
-                 tcSplitForAllTys, tcSplitForAllTys, 
-                 tcSplitMethodTy, tcSplitPhiTy, tcFunArgTy,
+import TcType  ( Type, TcType, TcThetaType, TcTyVarSet, TcPredType,
+                 BoxyRhoType,
+                 PredType(..), SkolemInfo(..), typeKind, mkSigmaTy,
+                 tcSplitForAllTys, applyTys, 
+                 tcSplitPhiTy, tcSplitDFunHead,
                  isIntTy,isFloatTy, isIntegerTy, isDoubleTy,
-                 tcIsTyVarTy, mkPredTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys,
+                 mkPredTy, mkTyVarTys,
                  tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tidyPred,
-                 isClassPred, isTyVarClassPred, isLinearPred,
-                 getClassPredTys, getClassPredTys_maybe, mkPredName,
-                 tidyType, tidyTypes, tidyFreeTyVars,
-                 tcCmpType, tcCmpTypes, tcCmpPred
+                 isClassPred, isTyVarClassPred, isLinearPred, 
+                 getClassPredTys, mkPredName,
+                 isInheritablePred, isIPPred, 
+                 tidyType, tidyTypes, tidyFreeTyVars, tcSplitSigmaTy, 
+                 pprPred, pprParendType, pprTheta 
                )
+import Type    ( TvSubst, substTy, substTyVar, substTyWith, substTheta, zipTopTvSubst,
+                 notElemTvSubst, extendTvSubstList )
+import Unify   ( tcMatchTys )
+import Kind    ( isSubKind )
+import Packages        ( isHomeModule )
+import HscTypes        ( ExternalPackageState(..) )
 import CoreFVs ( idFreeTyVars )
-import Class   ( Class )
-import Id      ( Id, idName, idType, mkUserLocal, mkSysLocal, mkLocalId, setIdUnique )
-import PrelInfo        ( isStandardClass, isCcallishClass, isNoDictClass )
-import Name    ( Name, mkMethodOcc, getOccName )
-import PprType ( pprPred, pprParendType )      
-import Subst   ( emptyInScopeSet, mkSubst, 
-                 substTy, substTyWith, substTheta, mkTyVarSubst, mkTopTyVarSubst
-               )
+import DataCon ( DataCon, dataConTyVars, dataConStupidTheta, dataConName, dataConWrapId )
+import Id      ( Id, idName, idType, mkUserLocal, mkLocalId )
+import Name    ( Name, mkMethodOcc, getOccName, getSrcLoc, nameModule,
+                 isInternalName, setNameUnique )
+import NameSet ( addOneToNameSet )
 import Literal ( inIntRange )
-import VarEnv  ( TidyEnv, lookupSubstEnv, SubstResult(..) )
-import VarSet  ( elemVarSet, emptyVarSet, unionVarSet )
+import Var     ( TyVar, tyVarKind, setIdType )
+import VarEnv  ( TidyEnv, emptyTidyEnv )
+import VarSet  ( elemVarSet, emptyVarSet, unionVarSet, mkVarSet )
 import TysWiredIn ( floatDataCon, doubleDataCon )
-import PrelNames( fromIntegerName, fromRationalName )
-import Util    ( thenCmp, equalLength )
+import PrelNames       ( integerTyConName, fromIntegerName, fromRationalName, rationalTyConName )
 import BasicTypes( IPName(..), mapIPName, ipNameName )
-
-import Bag
+import UniqSupply( uniqsFromSupply )
+import SrcLoc  ( mkSrcSpan, noLoc, unLoc, Located(..) )
+import DynFlags        ( DynFlag(..), dopt )
+import Maybes  ( isJust )
 import Outputable
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[Inst-collections]{LIE: a collection of Insts}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-\begin{code}
-type LIE = Bag Inst
-
-isEmptyLIE       = isEmptyBag
-emptyLIE          = emptyBag
-unitLIE inst     = unitBag inst
-mkLIE insts      = listToBag insts
-plusLIE lie1 lie2 = lie1 `unionBags` lie2
-consLIE inst lie  = inst `consBag` lie
-plusLIEs lies    = unionManyBags lies
-lieToList        = bagToList
-listToLIE        = listToBag
-
-zonkLIE :: LIE -> NF_TcM LIE
-zonkLIE lie = mapBagNF_Tc zonkInst lie
-
-pprInsts :: [Inst] -> SDoc
-pprInsts insts  = parens (sep (punctuate comma (map pprInst insts)))
-
-
-pprInstsInFull insts
-  = vcat (map go insts)
-  where
-    go inst = quotes (ppr inst) <+> pprInstLoc (instLoc inst)
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[Inst-types]{@Inst@ types}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-An @Inst@ is either a dictionary, an instance of an overloaded
-literal, or an instance of an overloaded value.  We call the latter a
-``method'' even though it may not correspond to a class operation.
-For example, we might have an instance of the @double@ function at
-type Int, represented by
-
-       Method 34 doubleId [Int] origin
-
-\begin{code}
-data Inst
-  = Dict
-       Id
-       TcPredType
-       InstLoc
-
-  | Method
-       Id
-
-       TcId    -- The overloaded function
-                       -- This function will be a global, local, or ClassOpId;
-                       --   inside instance decls (only) it can also be an InstId!
-                       -- The id needn't be completely polymorphic.
-                       -- You'll probably find its name (for documentation purposes)
-                       --        inside the InstOrigin
-
-       [TcType]        -- The types to which its polymorphic tyvars
-                       --      should be instantiated.
-                       -- These types must saturate the Id's foralls.
-
-       TcThetaType     -- The (types of the) dictionaries to which the function
-                       -- must be applied to get the method
-
-       TcTauType       -- The type of the method
-
-       InstLoc
-
-       -- INVARIANT: in (Method u f tys theta tau loc)
-       --      type of (f tys dicts(from theta)) = tau
-
-  | LitInst
-       Id
-       HsOverLit       -- The literal from the occurrence site
-       TcType          -- The type at which the literal is used
-       InstLoc
-\end{code}
-
-Ordering
-~~~~~~~~
-@Insts@ are ordered by their class/type info, rather than by their
-unique.  This allows the context-reduction mechanism to use standard finite
-maps to do their stuff.
-
-\begin{code}
-instance Ord Inst where
-  compare = cmpInst
-
-instance Eq Inst where
-  (==) i1 i2 = case i1 `cmpInst` i2 of
-                EQ    -> True
-                other -> False
-
-cmpInst (Dict _ pred1 _)         (Dict _ pred2 _)          = pred1 `tcCmpPred` pred2
-cmpInst (Dict _ _ _)             other                     = LT
-
-cmpInst (Method _ _ _ _ _ _)     (Dict _ _ _)              = GT
-cmpInst (Method _ id1 tys1 _ _ _) (Method _ id2 tys2 _ _ _) = (id1 `compare` id2) `thenCmp` (tys1 `tcCmpTypes` tys2)
-cmpInst (Method _ _ _ _ _ _)      other                            = LT
-
-cmpInst (LitInst _ lit1 ty1 _)   (LitInst _ lit2 ty2 _)    = (lit1 `compare` lit2) `thenCmp` (ty1 `tcCmpType` ty2)
-cmpInst (LitInst _ _ _ _)        other                     = GT
-
--- and they can only have HsInt or HsFracs in them.
-\end{code}
-
 
 Selection
 ~~~~~~~~~
@@ -197,48 +99,55 @@ instName :: Inst -> Name
 instName inst = idName (instToId inst)
 
 instToId :: Inst -> TcId
-instToId (Dict id _ _)        = id
-instToId (Method id _ _ _ _ _) = id
-instToId (LitInst id _ _ _)    = id
+instToId (LitInst nm _ ty _) = mkLocalId nm ty
+instToId (Dict nm pred _)    = mkLocalId nm (mkPredTy pred)
+instToId (Method id _ _ _ _) = id
 
-instLoc (Dict _ _         loc) = loc
-instLoc (Method _ _ _ _ _ loc) = loc
-instLoc (LitInst _ _ _    loc) = loc
+instLoc (Dict _ _       loc) = loc
+instLoc (Method _ _ _ _ loc) = loc
+instLoc (LitInst _ _ _  loc) = loc
 
 dictPred (Dict _ pred _ ) = pred
 dictPred inst            = pprPanic "dictPred" (ppr inst)
 
 getDictClassTys (Dict _ pred _) = getClassPredTys pred
 
-predsOfInsts :: [Inst] -> [PredType]
-predsOfInsts insts = concatMap predsOfInst insts
+-- fdPredsOfInst is used to get predicates that contain functional 
+-- dependencies *or* might do so.  The "might do" part is because
+-- a constraint (C a b) might have a superclass with FDs
+-- Leaving these in is really important for the call to fdPredsOfInsts
+-- in TcSimplify.inferLoop, because the result is fed to 'grow',
+-- which is supposed to be conservative
+fdPredsOfInst (Dict _ pred _)       = [pred]
+fdPredsOfInst (Method _ _ _ theta _) = theta
+fdPredsOfInst other                 = []       -- LitInsts etc
+
+fdPredsOfInsts :: [Inst] -> [PredType]
+fdPredsOfInsts insts = concatMap fdPredsOfInst insts
+
+isInheritableInst (Dict _ pred _)       = isInheritablePred pred
+isInheritableInst (Method _ _ _ theta _) = all isInheritablePred theta
+isInheritableInst other                         = True
 
-predsOfInst (Dict _ pred _)          = [pred]
-predsOfInst (Method _ _ _ theta _ _) = theta
-predsOfInst (LitInst _ _ _ _)       = []
-       -- The last case is is really a big cheat
-       -- LitInsts to give rise to a (Num a) or (Fractional a) predicate
-       -- But Num and Fractional have only one parameter and no functional
-       -- dependencies, so I think no caller of predsOfInst will care.
 
 ipNamesOfInsts :: [Inst] -> [Name]
 ipNamesOfInst  :: Inst   -> [Name]
 -- Get the implicit parameters mentioned by these Insts
 -- NB: ?x and %x get different Names
-
 ipNamesOfInsts insts = [n | inst <- insts, n <- ipNamesOfInst inst]
 
-ipNamesOfInst (Dict _ (IParam n _) _)  = [ipNameName n]
-ipNamesOfInst (Method _ _ _ theta _ _) = [ipNameName n | IParam n _ <- theta]
-ipNamesOfInst other                   = []
+ipNamesOfInst (Dict _ (IParam n _) _) = [ipNameName n]
+ipNamesOfInst (Method _ _ _ theta _)  = [ipNameName n | IParam n _ <- theta]
+ipNamesOfInst other                  = []
 
 tyVarsOfInst :: Inst -> TcTyVarSet
-tyVarsOfInst (LitInst _ _ ty _)      = tyVarsOfType  ty
-tyVarsOfInst (Dict _ pred _)         = tyVarsOfPred pred
-tyVarsOfInst (Method _ id tys _ _ _) = tyVarsOfTypes tys `unionVarSet` idFreeTyVars id
+tyVarsOfInst (LitInst _ _ ty _)    = tyVarsOfType  ty
+tyVarsOfInst (Dict _ pred _)       = tyVarsOfPred pred
+tyVarsOfInst (Method _ id tys _ _) = tyVarsOfTypes tys `unionVarSet` idFreeTyVars id
                                         -- The id might have free type variables; in the case of
                                         -- locally-overloaded class methods, for example
 
+
 tyVarsOfInsts insts = foldr (unionVarSet . tyVarsOfInst) emptyVarSet insts
 tyVarsOfLIE   lie   = tyVarsOfInsts (lieToList lie)
 \end{code}
@@ -258,13 +167,17 @@ isTyVarDict :: Inst -> Bool
 isTyVarDict (Dict _ pred _) = isTyVarClassPred pred
 isTyVarDict other          = False
 
+isIPDict :: Inst -> Bool
+isIPDict (Dict _ pred _) = isIPPred pred
+isIPDict other          = False
+
 isMethod :: Inst -> Bool
-isMethod (Method _ _ _ _ _ _) = True
-isMethod other               = False
+isMethod (Method {}) = True
+isMethod other      = False
 
 isMethodFor :: TcIdSet -> Inst -> Bool
-isMethodFor ids (Method uniq id tys _ _ loc) = id `elemVarSet` ids
-isMethodFor ids inst                        = False
+isMethodFor ids (Method uniq id tys _ loc) = id `elemVarSet` ids
+isMethodFor ids inst                      = False
 
 isLinearInst :: Inst -> Bool
 isLinearInst (Dict _ pred _) = isLinearPred pred
@@ -276,27 +189,8 @@ isLinearInst other      = False
 
 linearInstType :: Inst -> TcType       -- %x::t  -->  t
 linearInstType (Dict _ (IParam _ ty) _) = ty
-
-
-isStdClassTyVarDict (Dict _ pred _) = case getClassPredTys_maybe pred of
-                                       Just (clas, [ty]) -> isStandardClass clas && tcIsTyVarTy ty
-                                       other             -> False
 \end{code}
 
-Two predicates which deal with the case where class constraints don't
-necessarily result in bindings.  The first tells whether an @Inst@
-must be witnessed by an actual binding; the second tells whether an
-@Inst@ can be generalised over.
-
-\begin{code}
-instBindingRequired :: Inst -> Bool
-instBindingRequired (Dict _ (ClassP clas _) _) = not (isNoDictClass clas)
-instBindingRequired other                     = True
-
-instCanBeGeneralised :: Inst -> Bool
-instCanBeGeneralised (Dict _ (ClassP clas _) _) = not (isCcallishClass clas)
-instCanBeGeneralised other                     = True
-\end{code}
 
 
 %************************************************************************
@@ -308,46 +202,49 @@ instCanBeGeneralised other                        = True
 \begin{code}
 newDicts :: InstOrigin
         -> TcThetaType
-        -> NF_TcM [Inst]
+        -> TcM [Inst]
 newDicts orig theta
-  = tcGetInstLoc orig          `thenNF_Tc` \ loc ->
+  = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
     newDictsAtLoc loc theta
 
-cloneDict :: Inst -> NF_TcM Inst
-cloneDict (Dict id ty loc) = tcGetUnique       `thenNF_Tc` \ uniq ->
-                            returnNF_Tc (Dict (setIdUnique id uniq) ty loc)
-
-newDictsFromOld :: Inst -> TcThetaType -> NF_TcM [Inst]
-newDictsFromOld (Dict _ _ loc) theta = newDictsAtLoc loc theta
-
--- Local function, similar to newDicts, 
--- but with slightly different interface
-newDictsAtLoc :: InstLoc
-             -> TcThetaType
-             -> NF_TcM [Inst]
-newDictsAtLoc inst_loc@(_,loc,_) theta
-  = tcGetUniques                       `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
-    returnNF_Tc (zipWith mk_dict new_uniqs theta)
+cloneDict :: Inst -> TcM Inst
+cloneDict (Dict nm ty loc) = newUnique `thenM` \ uniq ->
+                            returnM (Dict (setNameUnique nm uniq) ty loc)
+
+newDictAtLoc :: InstLoc -> TcPredType -> TcM Inst
+newDictAtLoc inst_loc pred
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; return (mkDict inst_loc uniq pred) }
+
+newDictsAtLoc :: InstLoc -> TcThetaType -> TcM [Inst]
+newDictsAtLoc inst_loc theta
+  = newUniqueSupply            `thenM` \ us ->
+    returnM (zipWith (mkDict inst_loc) (uniqsFromSupply us) theta)
+
+mkDict inst_loc uniq pred
+  = Dict name pred inst_loc
   where
-    mk_dict uniq pred = Dict (mkLocalId (mkPredName uniq loc pred) (mkPredTy pred)) pred inst_loc
+    name = mkPredName uniq (instLocSrcLoc inst_loc) pred 
 
 -- For vanilla implicit parameters, there is only one in scope
 -- at any time, so we used to use the name of the implicit parameter itself
 -- But with splittable implicit parameters there may be many in 
 -- scope, so we make up a new name.
 newIPDict :: InstOrigin -> IPName Name -> Type 
-         -> NF_TcM (IPName Id, Inst)
+         -> TcM (IPName Id, Inst)
 newIPDict orig ip_name ty
-  = tcGetInstLoc orig                  `thenNF_Tc` \ inst_loc@(_,loc,_) ->
-    tcGetUnique                                `thenNF_Tc` \ uniq ->
+  = getInstLoc orig                    `thenM` \ inst_loc ->
+    newUnique                          `thenM` \ uniq ->
     let
        pred = IParam ip_name ty
-       id   = mkLocalId (mkPredName uniq loc pred) (mkPredTy pred)
+        name = mkPredName uniq (instLocSrcLoc inst_loc) pred 
+       dict = Dict name pred inst_loc
     in
-    returnNF_Tc (mapIPName (\n -> id) ip_name, Dict id pred inst_loc)
+    returnM (mapIPName (\n -> instToId dict) ip_name, dict)
 \end{code}
 
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Building methods (calls of overloaded functions)}
@@ -356,93 +253,120 @@ newIPDict orig ip_name ty
 
 
 \begin{code}
-tcInstCall :: InstOrigin  -> TcType -> NF_TcM (TypecheckedHsExpr -> TypecheckedHsExpr, LIE, TcType)
-tcInstCall orig fun_ty -- fun_ty is usually a sigma-type
-  = tcInstType VanillaTv fun_ty        `thenNF_Tc` \ (tyvars, theta, tau) ->
-    newDicts orig theta                `thenNF_Tc` \ dicts ->
-    let
-       inst_fn e = mkHsDictApp (mkHsTyApp e (mkTyVarTys tyvars)) (map instToId dicts)
-    in
-    returnNF_Tc (inst_fn, mkLIE dicts, tau)
-
-newMethod :: InstOrigin
-         -> TcId
-         -> [TcType]
-         -> NF_TcM Inst
-newMethod orig id tys
-  =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
-    let
-       (tyvars, rho) = tcSplitForAllTys (idType id)
-       rho_ty        = substTyWith tyvars tys rho
-       (pred, tau)   = tcSplitMethodTy rho_ty
-    in
-    newMethodWithGivenTy orig id tys [pred] tau
-
-newMethodWithGivenTy orig id tys theta tau
-  = tcGetInstLoc orig  `thenNF_Tc` \ loc ->
-    newMethodWith loc id tys theta tau
-
-newMethodWith inst_loc@(_,loc,_) id tys theta tau
-  = tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
-    let
-       meth_id = mkUserLocal (mkMethodOcc (getOccName id)) new_uniq tau loc
+tcInstStupidTheta :: DataCon -> [TcType] -> TcM ()
+-- Instantiate the "stupid theta" of the data con, and throw 
+-- the constraints into the constraint set
+tcInstStupidTheta data_con inst_tys
+  | null stupid_theta
+  = return ()
+  | otherwise
+  = do { stupid_dicts <- newDicts (OccurrenceOf (dataConName data_con))
+                                  (substTheta tenv stupid_theta)
+       ; extendLIEs stupid_dicts }
+  where
+    stupid_theta = dataConStupidTheta data_con
+    tenv = zipTopTvSubst (dataConTyVars data_con) inst_tys
+
+newMethodFromName :: InstOrigin -> BoxyRhoType -> Name -> TcM TcId
+newMethodFromName origin ty name
+  = tcLookupId name            `thenM` \ id ->
+       -- Use tcLookupId not tcLookupGlobalId; the method is almost
+       -- always a class op, but with -fno-implicit-prelude GHC is
+       -- meant to find whatever thing is in scope, and that may
+       -- be an ordinary function. 
+    getInstLoc origin          `thenM` \ loc ->
+    tcInstClassOp loc id [ty]  `thenM` \ inst ->
+    extendLIE inst             `thenM_`
+    returnM (instToId inst)
+
+newMethodWithGivenTy orig id tys
+  = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
+    newMethod loc id tys       `thenM` \ inst ->
+    extendLIE inst             `thenM_`
+    returnM (instToId inst)
+
+--------------------------------------------
+-- tcInstClassOp, and newMethod do *not* drop the 
+-- Inst into the LIE; they just returns the Inst
+-- This is important because they are used by TcSimplify
+-- to simplify Insts
+
+-- NB: the kind of the type variable to be instantiated
+--     might be a sub-kind of the type to which it is applied,
+--     notably when the latter is a type variable of kind ??
+--     Hence the call to checkKind
+-- A worry: is this needed anywhere else?
+tcInstClassOp :: InstLoc -> Id -> [TcType] -> TcM Inst
+tcInstClassOp inst_loc sel_id tys
+  = let
+       (tyvars, _rho) = tcSplitForAllTys (idType sel_id)
     in
-    returnNF_Tc (Method meth_id id tys theta tau inst_loc)
-
-newMethodAtLoc :: InstLoc
-              -> Id -> [TcType]
-              -> NF_TcM (Inst, TcId)
-newMethodAtLoc inst_loc real_id tys
-       -- This actually builds the Inst
-  =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
+    zipWithM_ checkKind tyvars tys     `thenM_` 
+    newMethod inst_loc sel_id tys
+
+checkKind :: TyVar -> TcType -> TcM ()
+-- Ensure that the type has a sub-kind of the tyvar
+checkKind tv ty
+  = do { let ty1 = ty 
+               -- ty1 <- zonkTcType ty
+       ; if typeKind ty1 `isSubKind` tyVarKind tv
+         then return ()
+         else 
+
+    pprPanic "checkKind: adding kind constraint" 
+            (vcat [ppr tv <+> ppr (tyVarKind tv), 
+                   ppr ty <+> ppr ty1 <+> ppr (typeKind ty1)])
+       }
+--    do       { tv1 <- tcInstTyVar tv
+--     ; unifyType ty1 (mkTyVarTy tv1) } }
+
+
+---------------------------
+newMethod inst_loc id tys
+  = newUnique          `thenM` \ new_uniq ->
     let
-       (tyvars,rho)  = tcSplitForAllTys (idType real_id)
-       rho_ty        = ASSERT( equalLength tyvars tys )
-                       substTy (mkTopTyVarSubst tyvars tys) rho
-       (theta, tau)  = tcSplitPhiTy rho_ty
+       (theta,tau) = tcSplitPhiTy (applyTys (idType id) tys)
+       meth_id     = mkUserLocal (mkMethodOcc (getOccName id)) new_uniq tau loc
+       inst        = Method meth_id id tys theta inst_loc
+       loc         = instLocSrcLoc inst_loc
     in
-    newMethodWith inst_loc real_id tys theta tau       `thenNF_Tc` \ meth_inst ->
-    returnNF_Tc (meth_inst, instToId meth_inst)
+    returnM inst
 \end{code}
 
-In newOverloadedLit we convert directly to an Int or Integer if we
-know that's what we want.  This may save some time, by not
-temporarily generating overloaded literals, but it won't catch all
-cases (the rest are caught in lookupInst).
-
 \begin{code}
-newOverloadedLit :: InstOrigin
-                -> HsOverLit
-                -> TcType
-                -> NF_TcM (TcExpr, LIE)
-newOverloadedLit orig lit ty
-  | Just expr <- shortCutLit lit ty
-  = returnNF_Tc (expr, emptyLIE)
-
-  | otherwise
-  = tcGetInstLoc orig          `thenNF_Tc` \ loc ->
-    tcGetUnique                        `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
-    let
-       lit_inst = LitInst lit_id lit ty loc
-       lit_id   = mkSysLocal FSLIT("lit") new_uniq ty
-    in
-    returnNF_Tc (HsVar (instToId lit_inst), unitLIE lit_inst)
-
-shortCutLit :: HsOverLit -> TcType -> Maybe TcExpr
-shortCutLit (HsIntegral i fi) ty
-  | isIntTy ty && inIntRange i && fi == fromIntegerName                -- Short cut for Int
+shortCutIntLit :: Integer -> TcType -> Maybe (HsExpr TcId)
+shortCutIntLit i ty
+  | isIntTy ty && inIntRange i                 -- Short cut for Int
   = Just (HsLit (HsInt i))
-  | isIntegerTy ty && fi == fromIntegerName                    -- Short cut for Integer
-  = Just (HsLit (HsInteger i))
-
-shortCutLit (HsFractional f fr) ty
-  | isFloatTy ty  && fr == fromRationalName 
-  = Just (mkHsConApp floatDataCon [] [HsLit (HsFloatPrim f)])
-  | isDoubleTy ty && fr == fromRationalName 
-  = Just (mkHsConApp doubleDataCon [] [HsLit (HsDoublePrim f)])
-
-shortCutLit lit ty
-  = Nothing
+  | isIntegerTy ty                     -- Short cut for Integer
+  = Just (HsLit (HsInteger i ty))
+  | otherwise = Nothing
+
+shortCutFracLit :: Rational -> TcType -> Maybe (HsExpr TcId)
+shortCutFracLit f ty
+  | isFloatTy ty 
+  = Just (mk_lit floatDataCon (HsFloatPrim f))
+  | isDoubleTy ty
+  = Just (mk_lit doubleDataCon (HsDoublePrim f))
+  | otherwise = Nothing
+  where
+    mk_lit con lit = HsApp (nlHsVar (dataConWrapId con)) (nlHsLit lit)
+
+mkIntegerLit :: Integer -> TcM (LHsExpr TcId)
+mkIntegerLit i
+  = tcMetaTy integerTyConName  `thenM` \ integer_ty ->
+    getSrcSpanM                        `thenM` \ span -> 
+    returnM (L span $ HsLit (HsInteger i integer_ty))
+
+mkRatLit :: Rational -> TcM (LHsExpr TcId)
+mkRatLit r
+  = tcMetaTy rationalTyConName         `thenM` \ rat_ty ->
+    getSrcSpanM                        `thenM` \ span -> 
+    returnM (L span $ HsLit (HsRat r rat_ty))
+
+isHsVar :: HsExpr Name -> Name -> Bool
+isHsVar (HsVar f) g = f==g
+isHsVar other    g = False
 \end{code}
 
 
@@ -452,32 +376,29 @@ shortCutLit lit ty
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Zonking makes sure that the instance types are fully zonked,
-but doesn't do the same for any of the Ids in an Inst.  There's no
-need, and it's a lot of extra work.
+Zonking makes sure that the instance types are fully zonked.
 
 \begin{code}
-zonkInst :: Inst -> NF_TcM Inst
-zonkInst (Dict id pred loc)
-  = zonkTcPredType pred                        `thenNF_Tc` \ new_pred ->
-    returnNF_Tc (Dict id new_pred loc)
+zonkInst :: Inst -> TcM Inst
+zonkInst (Dict name pred loc)
+  = zonkTcPredType pred                        `thenM` \ new_pred ->
+    returnM (Dict name new_pred loc)
 
-zonkInst (Method m id tys theta tau loc) 
-  = zonkId id                  `thenNF_Tc` \ new_id ->
+zonkInst (Method m id tys theta loc) 
+  = zonkId id                  `thenM` \ new_id ->
        -- Essential to zonk the id in case it's a local variable
        -- Can't use zonkIdOcc because the id might itself be
        -- an InstId, in which case it won't be in scope
 
-    zonkTcTypes tys            `thenNF_Tc` \ new_tys ->
-    zonkTcThetaType theta      `thenNF_Tc` \ new_theta ->
-    zonkTcType tau             `thenNF_Tc` \ new_tau ->
-    returnNF_Tc (Method m new_id new_tys new_theta new_tau loc)
+    zonkTcTypes tys            `thenM` \ new_tys ->
+    zonkTcThetaType theta      `thenM` \ new_theta ->
+    returnM (Method m new_id new_tys new_theta loc)
 
-zonkInst (LitInst id lit ty loc)
-  = zonkTcType ty                      `thenNF_Tc` \ new_ty ->
-    returnNF_Tc (LitInst id lit new_ty loc)
+zonkInst (LitInst nm lit ty loc)
+  = zonkTcType ty                      `thenM` \ new_ty ->
+    returnM (LitInst nm lit new_ty loc)
 
-zonkInsts insts = mapNF_Tc zonkInst insts
+zonkInsts insts = mappM zonkInst insts
 \end{code}
 
 
@@ -494,25 +415,38 @@ relevant in error messages.
 instance Outputable Inst where
     ppr inst = pprInst inst
 
-pprInst (LitInst u lit ty loc)
-  = hsep [ppr lit, ptext SLIT("at"), ppr ty, show_uniq u]
+pprDictsTheta :: [Inst] -> SDoc
+-- Print in type-like fashion (Eq a, Show b)
+pprDictsTheta dicts = pprTheta (map dictPred dicts)
+
+pprDictsInFull :: [Inst] -> SDoc
+-- Print in type-like fashion, but with source location
+pprDictsInFull dicts 
+  = vcat (map go dicts)
+  where
+    go dict = sep [quotes (ppr (dictPred dict)), nest 2 (pprInstLoc (instLoc dict))]
+
+pprInsts :: [Inst] -> SDoc
+-- Debugging: print the evidence :: type
+pprInsts insts  = brackets (interpp'SP insts)
 
-pprInst (Dict u pred loc) = pprPred pred <+> show_uniq u
+pprInst, pprInstInFull :: Inst -> SDoc
+-- Debugging: print the evidence :: type
+pprInst (LitInst nm lit ty loc) = ppr nm <+> dcolon <+> ppr ty
+pprInst (Dict nm pred loc)      = ppr nm <+> dcolon <+> pprPred pred
 
-pprInst m@(Method u id tys theta tau loc)
-  = hsep [ppr id, ptext SLIT("at"), 
-         brackets (sep (map pprParendType tys)) {- ,
-         ptext SLIT("theta"), ppr theta,
-         ptext SLIT("tau"), ppr tau
-         show_uniq u,
-         ppr (instToId m) -}]
+pprInst m@(Method inst_id id tys theta loc)
+  = ppr inst_id <+> dcolon <+> 
+       braces (sep [ppr id <+> ptext SLIT("at"),
+                    brackets (sep (map pprParendType tys))])
 
-show_uniq u = ifPprDebug (text "{-" <> ppr u <> text "-}")
+pprInstInFull inst
+  = sep [quotes (pprInst inst), nest 2 (pprInstLoc (instLoc inst))]
 
 tidyInst :: TidyEnv -> Inst -> Inst
-tidyInst env (LitInst u lit ty loc)         = LitInst u lit (tidyType env ty) loc
-tidyInst env (Dict u pred loc)              = Dict u (tidyPred env pred) loc
-tidyInst env (Method u id tys theta tau loc) = Method u id (tidyTypes env tys) theta tau loc
+tidyInst env (LitInst nm lit ty loc)    = LitInst nm lit (tidyType env ty) loc
+tidyInst env (Dict nm pred loc)         = Dict nm (tidyPred env pred) loc
+tidyInst env (Method u id tys theta loc) = Method u id (tidyTypes env tys) theta loc
 
 tidyMoreInsts :: TidyEnv -> [Inst] -> (TidyEnv, [Inst])
 -- This function doesn't assume that the tyvars are in scope
@@ -524,118 +458,333 @@ tidyMoreInsts env insts
 
 tidyInsts :: [Inst] -> (TidyEnv, [Inst])
 tidyInsts insts = tidyMoreInsts emptyTidyEnv insts
+
+showLIE :: SDoc -> TcM ()      -- Debugging
+showLIE str
+  = do { lie_var <- getLIEVar ;
+        lie <- readMutVar lie_var ;
+        traceTc (str <+> vcat (map pprInstInFull (lieToList lie))) }
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+       Extending the instance environment
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcExtendLocalInstEnv :: [Instance] -> TcM a -> TcM a
+  -- Add new locally-defined instances
+tcExtendLocalInstEnv dfuns thing_inside
+ = do { traceDFuns dfuns
+      ; env <- getGblEnv
+      ; inst_env' <- foldlM addLocalInst (tcg_inst_env env) dfuns
+      ; let env' = env { tcg_insts = dfuns ++ tcg_insts env,
+                        tcg_inst_env = inst_env' }
+      ; setGblEnv env' thing_inside }
+
+addLocalInst :: InstEnv -> Instance -> TcM InstEnv
+-- Check that the proposed new instance is OK, 
+-- and then add it to the home inst env
+addLocalInst home_ie ispec
+  = do {       -- Instantiate the dfun type so that we extend the instance
+               -- envt with completely fresh template variables
+               -- This is important because the template variables must
+               -- not overlap with anything in the things being looked up
+               -- (since we do unification).  
+               -- We use tcInstSkolType because we don't want to allocate fresh
+               --  *meta* type variables.  
+         let dfun = instanceDFunId ispec
+       ; (tvs', theta', tau') <- tcInstSkolType (InstSkol dfun) (idType dfun)
+       ; let   (cls, tys') = tcSplitDFunHead tau'
+               dfun'       = setIdType dfun (mkSigmaTy tvs' theta' tau')           
+               ispec'      = setInstanceDFunId ispec dfun'
+
+               -- Load imported instances, so that we report
+               -- duplicates correctly
+       ; eps <- getEps
+       ; let inst_envs = (eps_inst_env eps, home_ie)
+
+               -- Check functional dependencies
+       ; case checkFunDeps inst_envs ispec' of
+               Just specs -> funDepErr ispec' specs
+               Nothing    -> return ()
+
+               -- Check for duplicate instance decls
+       ; let { (matches, _) = lookupInstEnv inst_envs cls tys'
+             ; dup_ispecs = [ dup_ispec 
+                            | (_, dup_ispec) <- matches
+                            , let (_,_,_,dup_tys) = instanceHead dup_ispec
+                            , isJust (tcMatchTys (mkVarSet tvs') tys' dup_tys)] }
+               -- Find memebers of the match list which ispec itself matches.
+               -- If the match is 2-way, it's a duplicate
+       ; case dup_ispecs of
+           dup_ispec : _ -> dupInstErr ispec' dup_ispec
+           []            -> return ()
+
+               -- OK, now extend the envt
+       ; return (extendInstEnv home_ie ispec') }
+
+getOverlapFlag :: TcM OverlapFlag
+getOverlapFlag 
+  = do         { dflags <- getDOpts
+       ; let overlap_ok    = dopt Opt_AllowOverlappingInstances dflags
+             incoherent_ok = dopt Opt_AllowIncoherentInstances  dflags
+             overlap_flag | incoherent_ok = Incoherent
+                          | overlap_ok    = OverlapOk
+                          | otherwise     = NoOverlap
+                          
+       ; return overlap_flag }
+
+traceDFuns ispecs
+  = traceTc (hang (text "Adding instances:") 2 (vcat (map pp ispecs)))
+  where
+    pp ispec = ppr (instanceDFunId ispec) <+> colon <+> ppr ispec
+       -- Print the dfun name itself too
+
+funDepErr ispec ispecs
+  = addDictLoc ispec $
+    addErr (hang (ptext SLIT("Functional dependencies conflict between instance declarations:"))
+              2 (pprInstances (ispec:ispecs)))
+dupInstErr ispec dup_ispec
+  = addDictLoc ispec $
+    addErr (hang (ptext SLIT("Duplicate instance declarations:"))
+              2 (pprInstances [ispec, dup_ispec]))
+
+addDictLoc ispec thing_inside
+  = setSrcSpan (mkSrcSpan loc loc) thing_inside
+  where
+   loc = getSrcLoc ispec
+\end{code}
+    
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{Looking up Insts}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-data LookupInstResult s
+data LookupInstResult
   = NoInstance
-  | SimpleInst TcExpr          -- Just a variable, type application, or literal
-  | GenInst    [Inst] TcExpr   -- The expression and its needed insts
+  | SimpleInst (LHsExpr TcId)          -- Just a variable, type application, or literal
+  | GenInst    [Inst] (LHsExpr TcId)   -- The expression and its needed insts
 
-lookupInst :: Inst 
-          -> NF_TcM (LookupInstResult s)
+lookupInst :: Inst -> TcM LookupInstResult
+-- It's important that lookupInst does not put any new stuff into
+-- the LIE.  Instead, any Insts needed by the lookup are returned in
+-- the LookupInstResult, where they can be further processed by tcSimplify
 
--- Dictionaries
-
-lookupInst dict@(Dict _ (ClassP clas tys) loc)
-  = getDOptsTc                 `thenNF_Tc` \ dflags ->
-    tcGetInstEnv               `thenNF_Tc` \ inst_env ->
-    case lookupInstEnv dflags inst_env clas tys of
-
-      FoundInst tenv dfun_id
-       ->      -- It's possible that not all the tyvars are in
-               -- the substitution, tenv. For example:
-               --      instance C X a => D X where ...
-               -- (presumably there's a functional dependency in class C)
-               -- Hence the mk_ty_arg to instantiate any un-substituted tyvars.        
-          let
-               (tyvars, rho) = tcSplitForAllTys (idType dfun_id)
-               mk_ty_arg tv  = case lookupSubstEnv tenv tv of
-                                  Just (DoneTy ty) -> returnNF_Tc ty
-                                  Nothing          -> tcInstTyVar VanillaTv tv `thenNF_Tc` \ tc_tv ->
-                                                      returnTc (mkTyVarTy tc_tv)
-          in
-          mapNF_Tc mk_ty_arg tyvars    `thenNF_Tc` \ ty_args ->
-          let
-               dfun_rho   = substTy (mkTyVarSubst tyvars ty_args) rho
-               (theta, _) = tcSplitPhiTy dfun_rho
-               ty_app     = mkHsTyApp (HsVar dfun_id) ty_args
-          in
-          if null theta then
-               returnNF_Tc (SimpleInst ty_app)
-          else
-          newDictsAtLoc loc theta      `thenNF_Tc` \ dicts ->
-          let 
-               rhs = mkHsDictApp ty_app (map instToId dicts)
-          in
-          returnNF_Tc (GenInst dicts rhs)
-
-      other    -> returnNF_Tc NoInstance
-
-lookupInst dict@(Dict _ _ loc) = returnNF_Tc NoInstance
 
 -- Methods
 
-lookupInst inst@(Method _ id tys theta _ loc)
-  = newDictsAtLoc loc theta            `thenNF_Tc` \ dicts ->
-    returnNF_Tc (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) (map instToId dicts)))
+lookupInst inst@(Method _ id tys theta loc)
+  = newDictsAtLoc loc theta            `thenM` \ dicts ->
+    returnM (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (L span (HsVar id)) tys) (map instToId dicts)))
+  where
+    span = instLocSrcSpan loc
 
 -- Literals
 
 -- Look for short cuts first: if the literal is *definitely* a 
 -- int, integer, float or a double, generate the real thing here.
--- This is essential  (see nofib/spectral/nucleic).
+-- This is essential (see nofib/spectral/nucleic).
 -- [Same shortcut as in newOverloadedLit, but we
 --  may have done some unification by now]             
 
-lookupInst inst@(LitInst u lit ty loc)
-  | Just expr <- shortCutLit lit ty
-  = returnNF_Tc (GenInst [] expr)      -- GenInst, not SimpleInst, because 
+lookupInst inst@(LitInst _nm (HsIntegral i from_integer_name) ty loc)
+  | Just expr <- shortCutIntLit i ty
+  = returnM (GenInst [] (noLoc expr))  -- GenInst, not SimpleInst, because 
                                        -- expr may be a constructor application
+  | otherwise
+  = ASSERT( from_integer_name `isHsVar` fromIntegerName )      -- A LitInst invariant
+    tcLookupId fromIntegerName                 `thenM` \ from_integer ->
+    tcInstClassOp loc from_integer [ty]                `thenM` \ method_inst ->
+    mkIntegerLit i                             `thenM` \ integer_lit ->
+    returnM (GenInst [method_inst]
+                    (mkHsApp (L (instLocSrcSpan loc)
+                                (HsVar (instToId method_inst))) integer_lit))
+
+lookupInst inst@(LitInst _nm (HsFractional f from_rat_name) ty loc)
+  | Just expr <- shortCutFracLit f ty
+  = returnM (GenInst [] (noLoc expr))
 
-lookupInst inst@(LitInst u (HsIntegral i from_integer_name) ty loc)
-  = tcLookupId from_integer_name               `thenNF_Tc` \ from_integer ->
-    newMethodAtLoc loc from_integer [ty]       `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnNF_Tc (GenInst [method_inst] 
-                        (HsApp (HsVar method_id) (HsLit (HsInteger i))))
-
+  | otherwise
+  = ASSERT( from_rat_name `isHsVar` fromRationalName ) -- A LitInst invariant
+    tcLookupId fromRationalName                        `thenM` \ from_rational ->
+    tcInstClassOp loc from_rational [ty]       `thenM` \ method_inst ->
+    mkRatLit f                                 `thenM` \ rat_lit ->
+    returnM (GenInst [method_inst] (mkHsApp (L (instLocSrcSpan loc) 
+                                              (HsVar (instToId method_inst))) rat_lit))
 
-lookupInst inst@(LitInst u (HsFractional f from_rat_name) ty loc)
-  = tcLookupId from_rat_name                   `thenNF_Tc` \ from_rational ->
-    newMethodAtLoc loc from_rational [ty]      `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    let
-       rational_ty  = tcFunArgTy (idType method_id)
-       rational_lit = HsLit (HsRat f rational_ty)
-    in
-    returnNF_Tc (GenInst [method_inst] (HsApp (HsVar method_id) rational_lit))
+-- Dictionaries
+lookupInst (Dict _ pred loc)
+  = do         { mb_result <- lookupPred pred
+       ; case mb_result of {
+           Nothing -> return NoInstance ;
+           Just (tenv, dfun_id) -> do
+
+    -- tenv is a substitution that instantiates the dfun_id 
+    -- to match the requested result type.   
+    -- 
+    -- We ASSUME that the dfun is quantified over the very same tyvars 
+    -- that are bound by the tenv.
+    -- 
+    -- However, the dfun
+    -- might have some tyvars that *only* appear in arguments
+    -- dfun :: forall a b. C a b, Ord b => D [a]
+    -- We instantiate b to a flexi type variable -- it'll presumably
+    -- become fixed later via functional dependencies
+    { use_stage <- getStage
+    ; checkWellStaged (ptext SLIT("instance for") <+> quotes (ppr pred))
+                     (topIdLvl dfun_id) use_stage
+
+       -- It's possible that not all the tyvars are in
+       -- the substitution, tenv. For example:
+       --      instance C X a => D X where ...
+       -- (presumably there's a functional dependency in class C)
+       -- Hence the open_tvs to instantiate any un-substituted tyvars. 
+    ; let (tyvars, rho) = tcSplitForAllTys (idType dfun_id)
+         open_tvs      = filter (`notElemTvSubst` tenv) tyvars
+    ; open_tvs' <- mappM tcInstTyVar open_tvs
+    ; let
+       tenv' = extendTvSubstList tenv open_tvs (mkTyVarTys open_tvs')
+               -- Since the open_tvs' are freshly made, they cannot possibly be captured by
+               -- any nested for-alls in rho.  So the in-scope set is unchanged
+       dfun_rho   = substTy tenv' rho
+       (theta, _) = tcSplitPhiTy dfun_rho
+       ty_app     = mkHsTyApp (L (instLocSrcSpan loc) (HsVar dfun_id)) 
+                              (map (substTyVar tenv') tyvars)
+    ; if null theta then
+       returnM (SimpleInst ty_app)
+      else do
+    { dicts <- newDictsAtLoc loc theta
+    ; let rhs = mkHsDictApp ty_app (map instToId dicts)
+    ; returnM (GenInst dicts rhs)
+    }}}}
+
+---------------
+lookupPred :: TcPredType -> TcM (Maybe (TvSubst, DFunId))
+-- Look up a class constraint in the instance environment
+lookupPred pred@(ClassP clas tys)
+  = do { eps     <- getEps
+       ; tcg_env <- getGblEnv
+       ; let inst_envs = (eps_inst_env eps, tcg_inst_env tcg_env)
+       ; case lookupInstEnv inst_envs clas tys of {
+           ([(tenv, ispec)], []) 
+               -> do   { let dfun_id = is_dfun ispec
+                       ; traceTc (text "lookupInst success" <+> 
+                                  vcat [text "dict" <+> ppr pred, 
+                                        text "witness" <+> ppr dfun_id
+                                        <+> ppr (idType dfun_id) ])
+                               -- Record that this dfun is needed
+                       ; record_dfun_usage dfun_id
+                       ; return (Just (tenv, dfun_id)) } ;
+
+           (matches, unifs)
+               -> do   { traceTc (text "lookupInst fail" <+> 
+                                  vcat [text "dict" <+> ppr pred,
+                                        text "matches" <+> ppr matches,
+                                        text "unifs" <+> ppr unifs])
+               -- In the case of overlap (multiple matches) we report
+               -- NoInstance here.  That has the effect of making the 
+               -- context-simplifier return the dict as an irreducible one.
+               -- Then it'll be given to addNoInstanceErrs, which will do another
+               -- lookupInstEnv to get the detailed info about what went wrong.
+                       ; return Nothing }
+       }}
+
+lookupPred ip_pred = return Nothing
+
+record_dfun_usage dfun_id 
+  = do { gbl <- getGblEnv
+       ; let  dfun_name = idName dfun_id
+              dfun_mod  = nameModule dfun_name
+       ; if isInternalName dfun_name ||    -- Internal name => defined in this module
+            not (isHomeModule (tcg_home_mods gbl) dfun_mod)
+         then return () -- internal, or in another package
+          else do { tcg_env <- getGblEnv
+                  ; updMutVar (tcg_inst_uses tcg_env)
+                              (`addOneToNameSet` idName dfun_id) }}
+
+
+tcGetInstEnvs :: TcM (InstEnv, InstEnv)
+-- Gets both the external-package inst-env
+-- and the home-pkg inst env (includes module being compiled)
+tcGetInstEnvs = do { eps <- getEps; env <- getGblEnv;
+                    return (eps_inst_env eps, tcg_inst_env env) }
 \end{code}
 
-There is a second, simpler interface, when you want an instance of a
-class at a given nullary type constructor.  It just returns the
-appropriate dictionary if it exists.  It is used only when resolving
-ambiguous dictionaries.
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Re-mappable syntax
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Suppose we are doing the -fno-implicit-prelude thing, and we encounter
+a do-expression.  We have to find (>>) in the current environment, which is
+done by the rename. Then we have to check that it has the same type as
+Control.Monad.(>>).  Or, more precisely, a compatible type. One 'customer' had
+this:
+
+  (>>) :: HB m n mn => m a -> n b -> mn b
+
+So the idea is to generate a local binding for (>>), thus:
+
+       let then72 :: forall a b. m a -> m b -> m b
+           then72 = ...something involving the user's (>>)...
+       in
+       ...the do-expression...
+
+Now the do-expression can proceed using then72, which has exactly
+the expected type.
+
+In fact tcSyntaxName just generates the RHS for then72, because we only
+want an actual binding in the do-expression case. For literals, we can 
+just use the expression inline.
 
 \begin{code}
-lookupSimpleInst :: Class
-                -> [Type]                      -- Look up (c,t)
-                -> NF_TcM (Maybe ThetaType)    -- Here are the needed (c,t)s
-
-lookupSimpleInst clas tys
-  = getDOptsTc                 `thenNF_Tc` \ dflags ->
-    tcGetInstEnv               `thenNF_Tc` \ inst_env -> 
-    case lookupInstEnv dflags inst_env clas tys of
-      FoundInst tenv dfun
-       -> returnNF_Tc (Just (substTheta (mkSubst emptyInScopeSet tenv) theta))
-        where
-          (_, rho)  = tcSplitForAllTys (idType dfun)
-          (theta,_) = tcSplitPhiTy rho
-
-      other  -> returnNF_Tc Nothing
+tcSyntaxName :: InstOrigin
+            -> TcType                  -- Type to instantiate it at
+            -> (Name, HsExpr Name)     -- (Standard name, user name)
+            -> TcM (Name, HsExpr TcId) -- (Standard name, suitable expression)
+--     *** NOW USED ONLY FOR CmdTop (sigh) ***
+-- NB: tcSyntaxName calls tcExpr, and hence can do unification.
+-- So we do not call it from lookupInst, which is called from tcSimplify
+
+tcSyntaxName orig ty (std_nm, HsVar user_nm)
+  | std_nm == user_nm
+  = newMethodFromName orig ty std_nm   `thenM` \ id ->
+    returnM (std_nm, HsVar id)
+
+tcSyntaxName orig ty (std_nm, user_nm_expr)
+  = tcLookupId std_nm          `thenM` \ std_id ->
+    let        
+       -- C.f. newMethodAtLoc
+       ([tv], _, tau)  = tcSplitSigmaTy (idType std_id)
+       sigma1          = substTyWith [tv] [ty] tau
+       -- Actually, the "tau-type" might be a sigma-type in the
+       -- case of locally-polymorphic methods.
+    in
+    addErrCtxtM (syntaxNameCtxt user_nm_expr orig sigma1)      $
+
+       -- Check that the user-supplied thing has the
+       -- same type as the standard one.  
+       -- Tiresome jiggling because tcCheckSigma takes a located expression
+    getSrcSpanM                                        `thenM` \ span -> 
+    tcPolyExpr (L span user_nm_expr) sigma1    `thenM` \ expr ->
+    returnM (std_nm, unLoc expr)
+
+syntaxNameCtxt name orig ty tidy_env
+  = getInstLoc orig            `thenM` \ inst_loc ->
+    let
+       msg = vcat [ptext SLIT("When checking that") <+> quotes (ppr name) <+> 
+                               ptext SLIT("(needed by a syntactic construct)"),
+                   nest 2 (ptext SLIT("has the required type:") <+> ppr (tidyType tidy_env ty)),
+                   nest 2 (pprInstLoc inst_loc)]
+    in
+    returnM (tidy_env, msg)
 \end{code}