[project @ 2003-06-27 21:17:24 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / Inst.lhs
index dc31266..9f3c684 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[Inst]{The @Inst@ type: dictionaries or method instances}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
-module Inst (
-       Inst(..),       -- Visible only to TcSimplify
+module Inst ( 
+       LIE, emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, 
+       plusLIEs, mkLIE, isEmptyLIE, lieToList, listToLIE,
+       showLIE,
 
-       InstOrigin(..), OverloadedLit(..),
-       SYN_IE(LIE), emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, zonkLIE, plusLIEs,
-       pprLIE, pprLIEInFull,
+       Inst, 
+       pprInst, pprInsts, pprInstsInFull, tidyInsts, tidyMoreInsts,
 
-        SYN_IE(InstanceMapper),
+       newDictsFromOld, newDicts, cloneDict, 
+       newOverloadedLit, newIPDict, 
+       newMethod, newMethodFromName, newMethodWithGivenTy, 
+       tcInstClassOp, tcInstCall, tcInstDataCon, 
+       tcSyntaxName, tcStdSyntaxName,
 
-       newDicts, newDictsAtLoc, newMethod, newMethodWithGivenTy, newOverloadedLit,
+       tyVarsOfInst, tyVarsOfInsts, tyVarsOfLIE, 
+       ipNamesOfInst, ipNamesOfInsts, fdPredsOfInst, fdPredsOfInsts,
+       instLoc, getDictClassTys, dictPred,
 
-       instType, tyVarsOfInst, lookupInst, lookupSimpleInst,
+       lookupInst, LookupInstResult(..),
 
-       isDict, isTyVarDict, 
+       isDict, isClassDict, isMethod, 
+       isLinearInst, linearInstType, isIPDict, isInheritableInst,
+       isTyVarDict, isStdClassTyVarDict, isMethodFor, 
+       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
 
-       zonkInst, instToId,
+       zonkInst, zonkInsts,
+       instToId, instName,
 
-       matchesInst,
-       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
-       
-       pprInst
+       InstOrigin(..), InstLoc(..), pprInstLoc
     ) where
 
-IMP_Ubiq()
-IMPORT_1_3(Ratio(Rational))
-
-import HsSyn   ( HsLit(..), HsExpr(..), HsBinds, Fixity, MonoBinds(..),
-                 InPat, OutPat, Stmt, DoOrListComp, Match, GRHSsAndBinds,
-                 ArithSeqInfo, HsType, Fake )
-import RnHsSyn ( SYN_IE(RenamedArithSeqInfo), SYN_IE(RenamedHsExpr) )
-import TcHsSyn ( SYN_IE(TcExpr), 
-                 SYN_IE(TcDictBinds), SYN_IE(TcMonoBinds),
-                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, tcIdTyVars )
-
-import TcMonad
-import TcEnv   ( tcLookupGlobalValueByKey, tcLookupTyConByKey )
-import TcType  ( TcIdOcc(..), SYN_IE(TcIdBndr), 
-                 SYN_IE(TcType), SYN_IE(TcRhoType), TcMaybe, SYN_IE(TcTyVarSet),
-                 tcInstType, zonkTcType, tcSplitForAllTy, tcSplitRhoTy )
-
-import Bag     ( emptyBag, unitBag, unionBags, unionManyBags, bagToList,
-                 listToBag, consBag, Bag )
-import Class   ( classInstEnv,
-                 SYN_IE(Class), GenClass, SYN_IE(ClassInstEnv) 
+#include "HsVersions.h"
+
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcCheckSigma )
+
+import HsSyn   ( HsLit(..), HsOverLit(..), HsExpr(..) )
+import TcHsSyn ( TcExpr, TcId, TcIdSet, 
+                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, mkHsConApp, zonkId,
+                 mkCoercion, ExprCoFn
                )
-import ErrUtils ( addErrLoc, SYN_IE(Error) )
-import Id      ( GenId, idType, mkInstId, SYN_IE(Id) )
-import PrelInfo        ( isCcallishClass, isNoDictClass )
-import MatchEnv        ( lookupMEnv, insertMEnv )
-import Name    ( OccName(..), Name, mkLocalName, 
-                 mkSysLocalName, occNameString, getOccName )
-import Outputable
-import PprType ( GenClass, TyCon, GenType, GenTyVar, pprParendGenType )        
-import Pretty
-import SpecEnv ( SpecEnv )
-import SrcLoc  ( SrcLoc, noSrcLoc )
-import Type    ( GenType, eqSimpleTy, instantiateTy,
-                 isTyVarTy, mkDictTy, splitForAllTy, splitSigmaTy,
-                 splitRhoTy, matchTy, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes,
-                 mkSynTy, SYN_IE(Type)
+import TcRnMonad
+import TcEnv   ( tcGetInstEnv, tcLookupId, tcLookupTyCon, checkWellStaged, topIdLvl )
+import InstEnv ( InstLookupResult(..), lookupInstEnv )
+import TcMType ( zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcPredType, 
+                 zonkTcThetaType, tcInstTyVar, tcInstType, tcInstTyVars
                )
-import TyVar   ( unionTyVarSets, GenTyVar )
-import TysPrim   ( intPrimTy )
-import TysWiredIn ( intDataCon, integerTy, isIntTy, isIntegerTy, inIntRange )
-import Unique  ( fromRationalClassOpKey, rationalTyConKey,
-                 fromIntClassOpKey, fromIntegerClassOpKey, Unique
+import TcType  ( Type, TcType, TcThetaType, TcTyVarSet,
+                 SourceType(..), PredType, TyVarDetails(VanillaTv),
+                 tcSplitForAllTys, tcSplitForAllTys, mkTyConApp,
+                 tcSplitPhiTy, mkGenTyConApp,
+                 isIntTy,isFloatTy, isIntegerTy, isDoubleTy,
+                 tcIsTyVarTy, mkPredTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys,
+                 tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tidyPred,
+                 isClassPred, isTyVarClassPred, isLinearPred, 
+                 getClassPredTys, getClassPredTys_maybe, mkPredName,
+                 isInheritablePred, isIPPred, 
+                 tidyType, tidyTypes, tidyFreeTyVars, tcSplitSigmaTy
                )
-import Util    ( panic, zipEqual, zipWithEqual, assoc, assertPanic, pprTrace{-ToDo:rm-} )
-#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 202
-import Maybes
-#endif
+import CoreFVs ( idFreeTyVars )
+import DataCon ( DataCon,dataConSig )
+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   ( substTy, substTyWith, substTheta, mkTyVarSubst )
+import Literal ( inIntRange )
+import Var     ( TyVar )
+import VarEnv  ( TidyEnv, emptyTidyEnv, lookupSubstEnv, SubstResult(..) )
+import VarSet  ( elemVarSet, emptyVarSet, unionVarSet )
+import TysWiredIn ( floatDataCon, doubleDataCon )
+import PrelNames( fromIntegerName, fromRationalName, rationalTyConName )
+import BasicTypes( IPName(..), mapIPName, ipNameName )
+import UniqSupply( uniqsFromSupply )
+import Outputable
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[Inst-collections]{LIE: a collection of Insts}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
 
+Selection
+~~~~~~~~~
 \begin{code}
-type LIE s = Bag (Inst s)
+instName :: Inst -> Name
+instName inst = idName (instToId inst)
+
+instToId :: Inst -> TcId
+instToId (Dict id _ _)        = id
+instToId (Method id _ _ _ _ _) = id
+instToId (LitInst id _ _ _)    = id
+
+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
+
+-- 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
+
+
+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                   = []
+
+tyVarsOfInst :: Inst -> TcTyVarSet
+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
 
-emptyLIE          = emptyBag
-unitLIE inst     = unitBag inst
-plusLIE lie1 lie2 = lie1 `unionBags` lie2
-consLIE inst lie  = inst `consBag` lie
-plusLIEs lies    = unionManyBags lies
 
-zonkLIE :: LIE s -> NF_TcM s (LIE s)
-zonkLIE lie = mapBagNF_Tc zonkInst lie
+tyVarsOfInsts insts = foldr (unionVarSet . tyVarsOfInst) emptyVarSet insts
+tyVarsOfLIE   lie   = tyVarsOfInsts (lieToList lie)
+\end{code}
 
-pprLIE :: PprStyle -> LIE s -> Doc
-pprLIE sty lie = pprQuote sty $ \ sty ->
-                braces (hsep (punctuate comma (map (pprInst sty) (bagToList lie))))
+Predicates
+~~~~~~~~~~
+\begin{code}
+isDict :: Inst -> Bool
+isDict (Dict _ _ _) = True
+isDict other       = False
 
+isClassDict :: Inst -> Bool
+isClassDict (Dict _ pred _) = isClassPred pred
+isClassDict other          = False
 
-pprLIEInFull sty insts
-  = vcat (map go (bagToList insts))
-  where
-    go inst = ppr sty inst <+> pprOrigin sty inst
-\end{code}
+isTyVarDict :: Inst -> Bool
+isTyVarDict (Dict _ pred _) = isTyVarClassPred pred
+isTyVarDict other          = False
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[Inst-types]{@Inst@ types}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+isIPDict :: Inst -> Bool
+isIPDict (Dict _ pred _) = isIPPred pred
+isIPDict other          = False
+
+isMethod :: Inst -> Bool
+isMethod (Method _ _ _ _ _ _) = True
+isMethod other               = False
 
-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
+isMethodFor :: TcIdSet -> Inst -> Bool
+isMethodFor ids (Method uniq id tys _ _ loc) = id `elemVarSet` ids
+isMethodFor ids inst                        = False
 
-       Method 34 doubleId [Int] origin
+isLinearInst :: Inst -> Bool
+isLinearInst (Dict _ pred _) = isLinearPred pred
+isLinearInst other          = False
+       -- We never build Method Insts that have
+       -- linear implicit paramters in them.
+       -- Hence no need to look for Methods
+       -- See TcExpr.tcId 
+
+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}
-data Inst s
-  = Dict
-       Unique
-       Class           -- The type of the dict is (c t), where
-       (TcType s)      -- c is the class and t the type;
-       (InstOrigin s)
-       SrcLoc
-
-  | Method
-       Unique
-
-       (TcIdOcc s)     -- 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 s]      -- The types to which its polymorphic tyvars
-                       --      should be instantiated.
-                       -- These types must saturate the Id's foralls.
-
-       (TcRhoType s)   -- Cached: (type-of-id applied to inst_tys)
-                       -- If this type is (theta => tau) then the type of the Method
-                       -- is tau, and the method can be built by saying 
-                       --      id inst_tys dicts
-                       -- where dicts are constructed from theta
-
-       (InstOrigin s)
-       SrcLoc
-
-  | LitInst
-       Unique
-       OverloadedLit
-       (TcType s)      -- The type at which the literal is used
-       (InstOrigin s)  -- Always a literal; but more convenient to carry this around
-       SrcLoc
-
-data OverloadedLit
-  = OverloadedIntegral  Integer        -- The number
-  | OverloadedFractional Rational      -- The number
-
-getInstOrigin (Dict   u clas ty     origin loc) = origin
-getInstOrigin (Method u clas ty rho origin loc) = origin
-getInstOrigin (LitInst u lit ty     origin loc) = origin
+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}
 
-Construction
-~~~~~~~~~~~~
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Building dictionaries}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-newDicts :: InstOrigin s
-        -> [(Class, TcType s)]
-        -> NF_TcM s (LIE s, [TcIdOcc s])
+newDicts :: InstOrigin
+        -> TcThetaType
+        -> TcM [Inst]
 newDicts orig theta
-  = tcGetSrcLoc                                `thenNF_Tc` \ loc ->
-    newDictsAtLoc orig loc theta        `thenNF_Tc` \ (dicts, ids) ->
-    returnNF_Tc (listToBag dicts, ids)
-{-
-    tcGetUniques (length theta)                `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
-    let
-       mk_dict u (clas, ty) = Dict u clas ty orig loc
-       dicts = zipWithEqual "newDicts" mk_dict new_uniqs theta
-    in
-    returnNF_Tc (listToBag dicts, map instToId dicts)
--}
+  = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
+    newDictsAtLoc loc theta
+
+cloneDict :: Inst -> TcM Inst
+cloneDict (Dict id ty loc) = newUnique `thenM` \ uniq ->
+                            returnM (Dict (setIdUnique id uniq) ty loc)
+
+newDictsFromOld :: Inst -> TcThetaType -> TcM [Inst]
+newDictsFromOld (Dict _ _ loc) theta = newDictsAtLoc loc theta
 
 -- Local function, similar to newDicts, 
 -- but with slightly different interface
-newDictsAtLoc :: InstOrigin s
-              -> SrcLoc
-             -> [(Class, TcType s)]
-             -> NF_TcM s ([Inst s], [TcIdOcc s])
-newDictsAtLoc orig loc theta =
- tcGetUniques (length theta)           `thenNF_Tc` \ new_uniqs ->
- let
-  mk_dict u (clas, ty) = Dict u clas ty orig loc
-  dicts = zipWithEqual "newDictsAtLoc" mk_dict new_uniqs theta
- in
- returnNF_Tc (dicts, map instToId dicts)
-
-newMethod :: InstOrigin s
-         -> TcIdOcc s
-         -> [TcType s]
-         -> NF_TcM s (LIE s, TcIdOcc s)
-newMethod orig id tys
-  =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
-    (case id of
-       RealId id -> let (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType id)
-                   in
-                   (if length tyvars /= length tys then pprTrace "newMethod" (ppr PprDebug (idType id)) else \x->x) $
-                   tcInstType (zip{-Equal "newMethod"-} tyvars tys) rho
-       TcId   id -> tcSplitForAllTy (idType id)        `thenNF_Tc` \ (tyvars, rho) -> 
-                   returnNF_Tc (instantiateTy (zipEqual "newMethod(2)" tyvars tys) rho)
-    )                                          `thenNF_Tc` \ rho_ty ->
-        -- Our friend does the rest
-    newMethodWithGivenTy orig id tys rho_ty
-
-
-newMethodWithGivenTy orig id tys rho_ty
-  = tcGetSrcLoc                `thenNF_Tc` \ loc ->
-    tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
+newDictsAtLoc :: InstLoc
+             -> TcThetaType
+             -> TcM [Inst]
+newDictsAtLoc inst_loc theta
+  = newUniqueSupply            `thenM` \ us ->
+    returnM (zipWith mk_dict (uniqsFromSupply us) theta)
+  where
+    mk_dict uniq pred = Dict (mkLocalId (mkPredName uniq loc pred) (mkPredTy pred))
+                            pred inst_loc
+    loc = instLocSrcLoc inst_loc
+
+-- 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 
+         -> TcM (IPName Id, Inst)
+newIPDict orig ip_name ty
+  = getInstLoc orig                    `thenM` \ inst_loc@(InstLoc _ loc _) ->
+    newUnique                          `thenM` \ uniq ->
     let
-       meth_inst = Method new_uniq id tys rho_ty orig loc
+       pred = IParam ip_name ty
+       id   = mkLocalId (mkPredName uniq loc pred) (mkPredTy pred)
     in
-    returnNF_Tc (unitLIE meth_inst, instToId meth_inst)
+    returnM (mapIPName (\n -> id) ip_name, Dict id pred inst_loc)
+\end{code}
+
 
-newMethodAtLoc :: InstOrigin s -> SrcLoc -> Id -> [TcType s] -> NF_TcM s (Inst s, TcIdOcc s)
-newMethodAtLoc orig loc real_id tys    -- Local function, similar to newMethod but with 
-                                       -- slightly different interface
-  =    -- Get the Id type and instantiate it at the specified types
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Building methods (calls of overloaded functions)}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+
+\begin{code}
+tcInstCall :: InstOrigin  -> TcType -> TcM (ExprCoFn, TcType)
+tcInstCall orig fun_ty -- fun_ty is usually a sigma-type
+  = tcInstType VanillaTv fun_ty        `thenM` \ (tyvars, theta, tau) ->
+    newDicts orig theta                `thenM` \ dicts ->
+    extendLIEs dicts           `thenM_`
     let
-        (tyvars,rho) = splitForAllTy (idType real_id)
+       inst_fn e = mkHsDictApp (mkHsTyApp e (mkTyVarTys tyvars)) (map instToId dicts)
     in
-    tcInstType (zipEqual "newMethodAtLoc" tyvars tys) rho `thenNF_Tc` \ rho_ty ->
-    tcGetUnique                                                  `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
-    let
-       meth_inst = Method new_uniq (RealId real_id) tys rho_ty orig loc
+    returnM (mkCoercion inst_fn, tau)
+
+tcInstDataCon :: InstOrigin -> DataCon
+             -> TcM ([TcType], -- Types to instantiate at
+                     [Inst],   -- Existential dictionaries to apply to
+                     [TcType], -- Argument types of constructor
+                     TcType,   -- Result type
+                     [TyVar])  -- Existential tyvars
+tcInstDataCon orig data_con
+  = let 
+       (tvs, stupid_theta, ex_tvs, ex_theta, arg_tys, tycon) = dataConSig data_con
+            -- We generate constraints for the stupid theta even when 
+            -- pattern matching (as the Report requires)
     in
-    returnNF_Tc (meth_inst, instToId meth_inst)
-
-newOverloadedLit :: InstOrigin s
-                -> OverloadedLit
-                -> TcType s
-                -> NF_TcM s (TcExpr s, LIE s)
-newOverloadedLit orig (OverloadedIntegral i) ty
-  | isIntTy ty && inIntRange i         -- Short cut for Int
-  = returnNF_Tc (int_lit, emptyLIE)
-
-  | isIntegerTy ty                     -- Short cut for Integer
-  = returnNF_Tc (integer_lit, emptyLIE)
+    tcInstTyVars VanillaTv (tvs ++ ex_tvs)     `thenM` \ (all_tvs', ty_args', tenv) ->
+    let
+       stupid_theta' = substTheta tenv stupid_theta
+       ex_theta'     = substTheta tenv ex_theta
+       arg_tys'      = map (substTy tenv) arg_tys
 
-  where
-    intprim_lit    = HsLitOut (HsIntPrim i) intPrimTy
-    integer_lit    = HsLitOut (HsInt i) integerTy
-    int_lit        = HsApp (HsVar (RealId intDataCon)) intprim_lit
+       n_normal_tvs  = length tvs
+       ex_tvs'       = drop n_normal_tvs all_tvs'
+       result_ty     = mkTyConApp tycon (take n_normal_tvs ty_args')
+    in
+    newDicts orig stupid_theta'        `thenM` \ stupid_dicts ->
+    newDicts orig ex_theta'    `thenM` \ ex_dicts ->
+
+       -- Note that we return the stupid theta *only* in the LIE;
+       -- we don't otherwise use it at all
+    extendLIEs stupid_dicts    `thenM_`
+
+    returnM (ty_args', ex_dicts, arg_tys', result_ty, ex_tvs')
+
+newMethodFromName :: InstOrigin -> TcType -> 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 theta tau
+  = getInstLoc orig                    `thenM` \ loc ->
+    newMethod loc id tys theta tau     `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
+
+tcInstClassOp :: InstLoc -> Id -> [TcType] -> TcM Inst
+tcInstClassOp inst_loc sel_id tys
+  = let
+       (tyvars,rho) = tcSplitForAllTys (idType sel_id)
+       rho_ty       = ASSERT( length tyvars == length tys )
+                      substTyWith tyvars tys rho
+       (preds,tau)  = tcSplitPhiTy rho_ty
+    in
+    newMethod inst_loc sel_id tys preds tau
 
-newOverloadedLit orig lit ty           -- The general case
-  = tcGetSrcLoc                        `thenNF_Tc` \ loc ->
-    tcGetUnique                        `thenNF_Tc` \ new_uniq ->
+---------------------------
+newMethod inst_loc id tys theta tau
+  = newUnique          `thenM` \ new_uniq ->
     let
-       lit_inst = LitInst new_uniq lit ty orig loc
+       meth_id = mkUserLocal (mkMethodOcc (getOccName id)) new_uniq tau loc
+       inst    = Method meth_id id tys theta tau inst_loc
+       loc     = instLocSrcLoc inst_loc
     in
-    returnNF_Tc (HsVar (instToId lit_inst), unitLIE lit_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}
-instToId :: Inst s -> TcIdOcc s
-instToId (Dict u clas ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u (mkDictTy clas ty) (mkLocalName u str loc))
-  where
-    str = VarOcc (SLIT("d.") _APPEND_ (occNameString (getOccName clas)))
-
-instToId (Method u id tys rho_ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u tau_ty (mkLocalName u occ loc))
-  where
-    occ = getOccName id
-    (_, tau_ty) = splitRhoTy rho_ty    
-               -- I hope we don't need tcSplitRhoTy...
-               -- NB The method Id has just the tau type
-    
-instToId (LitInst u list ty orig loc)
-  = TcId (mkInstId u ty (mkSysLocalName u SLIT("lit") loc))
+newOverloadedLit :: InstOrigin
+                -> HsOverLit
+                -> TcType
+                -> TcM TcExpr
+newOverloadedLit orig lit@(HsIntegral i fi) expected_ty
+  | fi /= fromIntegerName      -- Do not generate a LitInst for rebindable
+                               -- syntax.  Reason: tcSyntaxName does unification
+                               -- which is very inconvenient in tcSimplify
+  = tcSyntaxName orig expected_ty (fromIntegerName, HsVar fi)  `thenM` \ (_,expr) ->
+    returnM (HsApp expr (HsLit (HsInteger i)))
+
+  | Just expr <- shortCutIntLit i expected_ty 
+  = returnM expr
+
+  | otherwise
+  = newLitInst orig lit expected_ty
+
+newOverloadedLit orig lit@(HsFractional r fr) expected_ty
+  | fr /= fromRationalName     -- c.f. HsIntegral case
+  = tcSyntaxName orig expected_ty (fromRationalName, HsVar fr) `thenM` \ (_,expr) ->
+    mkRatLit r                                                 `thenM` \ rat_lit ->
+    returnM (HsApp expr rat_lit)
+
+  | Just expr <- shortCutFracLit r expected_ty 
+  = returnM expr
+
+  | otherwise
+  = newLitInst orig lit expected_ty
+
+newLitInst orig lit expected_ty
+  = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
+    newUnique                  `thenM` \ new_uniq ->
+    let
+       lit_inst = LitInst lit_id lit expected_ty loc
+       lit_id   = mkSysLocal FSLIT("lit") new_uniq expected_ty
+    in
+    extendLIE lit_inst         `thenM_`
+    returnM (HsVar (instToId lit_inst))
+
+shortCutIntLit :: Integer -> TcType -> Maybe TcExpr
+shortCutIntLit i ty
+  | isIntTy ty && inIntRange i                         -- Short cut for Int
+  = Just (HsLit (HsInt i))
+  | isIntegerTy ty                             -- Short cut for Integer
+  = Just (HsLit (HsInteger i))
+  | otherwise = Nothing
+
+shortCutFracLit :: Rational -> TcType -> Maybe TcExpr
+shortCutFracLit f ty
+  | isFloatTy ty 
+  = Just (mkHsConApp floatDataCon [] [HsLit (HsFloatPrim f)])
+  | isDoubleTy ty
+  = Just (mkHsConApp doubleDataCon [] [HsLit (HsDoublePrim f)])
+  | otherwise = Nothing
+
+mkRatLit :: Rational -> TcM TcExpr
+mkRatLit r
+  = tcLookupTyCon rationalTyConName                    `thenM` \ rat_tc ->
+    let
+       rational_ty  = mkGenTyConApp rat_tc []
+    in
+    returnM (HsLit (HsRat r rational_ty))
 \end{code}
 
-\begin{code}
-instType :: Inst s -> TcType s
-instType (Dict _ clas ty _ _)     = mkDictTy clas ty
-instType (LitInst _ _ ty _ _)     = ty
-instType (Method _ id tys ty _ _) = ty
-\end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Zonking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-Zonking
-~~~~~~~
 Zonking makes sure that the instance types are fully zonked,
-but doesn't do the same for the Id in a Method.  There's no
+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.
 
 \begin{code}
-zonkInst :: Inst s -> NF_TcM s (Inst s)
-zonkInst (Dict u clas ty orig loc)
-  = zonkTcType ty                      `thenNF_Tc` \ new_ty ->
-    returnNF_Tc (Dict u clas new_ty orig loc)
-
-zonkInst (Method u id tys rho orig loc)                -- Doesn't zonk the id!
-  = mapNF_Tc zonkTcType tys            `thenNF_Tc` \ new_tys ->
-    zonkTcType rho                     `thenNF_Tc` \ new_rho ->
-    returnNF_Tc (Method u id new_tys new_rho orig loc)
-
-zonkInst (LitInst u lit ty orig loc)
-  = zonkTcType ty                      `thenNF_Tc` \ new_ty ->
-    returnNF_Tc (LitInst u lit new_ty orig loc)
+zonkInst :: Inst -> TcM Inst
+zonkInst (Dict id pred loc)
+  = zonkTcPredType pred                        `thenM` \ new_pred ->
+    returnM (Dict id new_pred loc)
+
+zonkInst (Method m id tys theta tau 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            `thenM` \ new_tys ->
+    zonkTcThetaType theta      `thenM` \ new_theta ->
+    zonkTcType tau             `thenM` \ new_tau ->
+    returnM (Method m new_id new_tys new_theta new_tau loc)
+
+zonkInst (LitInst id lit ty loc)
+  = zonkTcType ty                      `thenM` \ new_ty ->
+    returnM (LitInst id lit new_ty loc)
+
+zonkInsts insts = mappM zonkInst insts
 \end{code}
 
 
-\begin{code}
-tyVarsOfInst :: Inst s -> TcTyVarSet s
-tyVarsOfInst (Dict _ _ ty _ _)        = tyVarsOfType  ty
-tyVarsOfInst (Method _ id tys rho _ _) = tyVarsOfTypes tys `unionTyVarSets` tcIdTyVars id
-                                        -- The id might not be a RealId; in the case of
-                                        -- locally-overloaded class methods, for example
-tyVarsOfInst (LitInst _ _ ty _ _)     = tyVarsOfType  ty
-\end{code}
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Printing}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-@matchesInst@ checks when two @Inst@s are instances of the same
-thing at the same type, even if their uniques differ.
+ToDo: improve these pretty-printing things.  The ``origin'' is really only
+relevant in error messages.
 
 \begin{code}
-matchesInst :: Inst s -> Inst s -> Bool
-
-matchesInst (Dict _ clas1 ty1 _ _) (Dict _ clas2 ty2 _ _)
-  = clas1 == clas2 && ty1 `eqSimpleTy` ty2
+instance Outputable Inst where
+    ppr inst = pprInst inst
 
-matchesInst (Method _ id1 tys1 _ _ _) (Method _ id2 tys2 _ _ _)
-  =  id1 == id2
-  && and (zipWith eqSimpleTy tys1 tys2)
-  && length tys1 == length tys2
+pprInsts :: [Inst] -> SDoc
+pprInsts insts  = parens (sep (punctuate comma (map pprInst insts)))
 
-matchesInst (LitInst _ lit1 ty1 _ _) (LitInst _ lit2 ty2 _ _)
-  = lit1 `eq` lit2 && ty1 `eqSimpleTy` ty2
+pprInstsInFull insts
+  = vcat (map go insts)
   where
-    (OverloadedIntegral   i1) `eq` (OverloadedIntegral   i2) = i1 == i2
-    (OverloadedFractional f1) `eq` (OverloadedFractional f2) = f1 == f2
-    _                        `eq` _                         = False
-
-matchesInst other1 other2 = False
-\end{code}
+    go inst = sep [quotes (ppr inst), nest 2 (pprInstLoc (instLoc inst))]
 
+pprInst (LitInst u lit ty loc)
+  = hsep [ppr lit, ptext SLIT("at"), ppr ty, show_uniq u]
 
-Predicates
-~~~~~~~~~~
-\begin{code}
-isDict :: Inst s -> Bool
-isDict (Dict _ _ _ _ _) = True
-isDict other           = False
+pprInst (Dict u pred loc) = pprPred pred <+> show_uniq u
 
-isTyVarDict :: Inst s -> Bool
-isTyVarDict (Dict _ _ ty _ _) = isTyVarTy ty
-isTyVarDict other            = False
-\end{code}
+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) -}]
 
-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.
+show_uniq u = ifPprDebug (text "{-" <> ppr u <> text "-}")
 
-\begin{code}
-instBindingRequired :: Inst s -> Bool
-instBindingRequired (Dict _ clas _ _ _) = not (isNoDictClass clas)
-instBindingRequired other              = True
+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
 
-instCanBeGeneralised :: Inst s -> Bool
-instCanBeGeneralised (Dict _ clas _ _ _) = not (isCcallishClass clas)
-instCanBeGeneralised other              = True
-\end{code}
+tidyMoreInsts :: TidyEnv -> [Inst] -> (TidyEnv, [Inst])
+-- This function doesn't assume that the tyvars are in scope
+-- so it works like tidyOpenType, returning a TidyEnv
+tidyMoreInsts env insts
+  = (env', map (tidyInst env') insts)
+  where
+    env' = tidyFreeTyVars env (tyVarsOfInsts insts)
 
+tidyInsts :: [Inst] -> (TidyEnv, [Inst])
+tidyInsts insts = tidyMoreInsts emptyTidyEnv insts
 
-Printing
-~~~~~~~~
-ToDo: improve these pretty-printing things.  The ``origin'' is really only
-relevant in error messages.
-
-\begin{code}
-instance Outputable (Inst s) where
-    ppr sty inst = pprQuote sty (\ sty -> pprInst sty inst)
-
-pprInst sty (LitInst u lit ty orig loc)
-  = hsep [case lit of
-             OverloadedIntegral   i -> integer i
-             OverloadedFractional f -> rational f,
-          ptext SLIT("at"),
-          ppr sty ty,
-          show_uniq sty u]
-
-pprInst sty (Dict u clas ty orig loc)
-  = hsep [ppr sty clas, pprParendGenType sty ty, show_uniq sty u]
-
-pprInst sty (Method u id tys rho orig loc)
-  = hsep [ppr sty id, ptext SLIT("at"), 
-         interppSP sty tys,
-         show_uniq sty u]
-
-show_uniq PprDebug u = ppr PprDebug u
-show_uniq sty     u = empty
+showLIE :: SDoc -> TcM ()      -- Debugging
+showLIE str
+  = do { lie_var <- getLIEVar ;
+        lie <- readMutVar lie_var ;
+        traceTc (str <+> pprInstsInFull (lieToList lie)) }
 \end{code}
 
-Printing in error messages
-
-\begin{code}
-noInstanceErr inst sty = ptext SLIT("No instance for:") <+> ppr sty inst
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[InstEnv-types]{Type declarations}
+\subsection{Looking up Insts}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-type InstanceMapper = Class -> ClassInstEnv
-\end{code}
+data LookupInstResult s
+  = NoInstance
+  | SimpleInst TcExpr          -- Just a variable, type application, or literal
+  | GenInst    [Inst] TcExpr   -- The expression and its needed insts
 
-A @ClassInstEnv@ lives inside a class, and identifies all the instances
-of that class.  The @Id@ inside a ClassInstEnv mapping is the dfun for
-that instance.  
-
-There is an important consistency constraint between the @MatchEnv@s
-in and the dfun @Id@s inside them: the free type variables of the
-@Type@ key in the @MatchEnv@ must be a subset of the universally-quantified
-type variables of the dfun.  Thus, the @ClassInstEnv@ for @Eq@ might
-contain the following entry:
-@
-       [a] ===> dfun_Eq_List :: forall a. Eq a => Eq [a]
-@
-The "a" in the pattern must be one of the forall'd variables in
-the dfun type.
+lookupInst :: Inst -> TcM (LookupInstResult s)
+-- 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
 
-\begin{code}
-lookupInst :: Inst s 
-          -> TcM s ([Inst s], 
-                    TcDictBinds s)     -- The new binding
 
 -- Dictionaries
-
-lookupInst dict@(Dict _ clas ty orig loc)
-  = case lookupMEnv matchTy (get_inst_env clas orig) ty of
-      Nothing  -> tcAddSrcLoc loc               $
-                  tcAddErrCtxt (\sty -> pprOrigin sty dict) $
-                  failTc (noInstanceErr dict)
-
-      Just (dfun_id, tenv) 
-       -> let
-               (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType dfun_id)
-               ty_args       = map (assoc "lookupInst" tenv) tyvars
-               -- tenv should bind all the tyvars
+lookupInst dict@(Dict _ pred@(ClassP clas tys) loc)
+  = getDOpts                   `thenM` \ dflags ->
+    tcGetInstEnv               `thenM` \ 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.        
+          getStage                                             `thenM` \ use_stage ->
+          checkWellStaged (ptext SLIT("instance for") <+> quotes (ppr pred))
+                          (topIdLvl dfun_id) use_stage         `thenM_`
+          traceTc (text "lookupInst" <+> ppr dfun_id <+> ppr (topIdLvl dfun_id) <+> ppr use_stage) `thenM_`
+          let
+               (tyvars, rho) = tcSplitForAllTys (idType dfun_id)
+               mk_ty_arg tv  = case lookupSubstEnv tenv tv of
+                                  Just (DoneTy ty) -> returnM ty
+                                  Nothing          -> tcInstTyVar VanillaTv tv `thenM` \ tc_tv ->
+                                                      returnM (mkTyVarTy tc_tv)
           in
-          tcInstType tenv rho          `thenNF_Tc` \ dfun_rho ->
+          mappM mk_ty_arg tyvars       `thenM` \ ty_args ->
           let
-               (theta, tau) = splitRhoTy dfun_rho
+               dfun_rho   = substTy (mkTyVarSubst tyvars ty_args) rho
+               (theta, _) = tcSplitPhiTy dfun_rho
+               ty_app     = mkHsTyApp (HsVar dfun_id) ty_args
           in
-          newDictsAtLoc orig loc theta `thenNF_Tc` \ (dicts, dict_ids) ->
+          if null theta then
+               returnM (SimpleInst ty_app)
+          else
+          newDictsAtLoc loc theta      `thenM` \ dicts ->
           let 
-               rhs = mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar (RealId dfun_id)) ty_args) dict_ids
+               rhs = mkHsDictApp ty_app (map instToId dicts)
           in
-          returnTc (dicts, VarMonoBind (instToId dict) rhs)
-                            
+          returnM (GenInst dicts rhs)
 
--- Methods
+      other    -> returnM NoInstance
 
-lookupInst inst@(Method _ id tys rho orig loc)
-  = tcSplitRhoTy rho                   `thenNF_Tc` \ (theta, _) ->
-    newDictsAtLoc orig loc theta       `thenNF_Tc` \ (dicts, dict_ids) ->
-    returnTc (dicts, VarMonoBind (instToId inst) (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) dict_ids))
-
--- Literals
+lookupInst (Dict _ _ _)         = returnM NoInstance
 
-lookupInst inst@(LitInst u (OverloadedIntegral i) ty orig loc)
-  | isIntTy ty && in_int_range                 -- Short cut for Int
-  = returnTc ([], VarMonoBind inst_id int_lit)
-
-  | isIntegerTy ty                             -- Short cut for Integer
-  = returnTc ([], VarMonoBind inst_id integer_lit)
-
-  | in_int_range                               -- It's overloaded but small enough to fit into an Int
-  = tcLookupGlobalValueByKey fromIntClassOpKey `thenNF_Tc` \ from_int ->
-    newMethodAtLoc orig loc from_int [ty]      `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], VarMonoBind inst_id (HsApp (HsVar method_id) int_lit))
-
-  | otherwise                                  -- Alas, it is overloaded and a big literal!
-  = tcLookupGlobalValueByKey fromIntegerClassOpKey     `thenNF_Tc` \ from_integer ->
-    newMethodAtLoc orig loc from_integer [ty]          `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], VarMonoBind inst_id (HsApp (HsVar method_id) integer_lit))
-  where
-    in_int_range   = inIntRange i
-    intprim_lit    = HsLitOut (HsIntPrim i) intPrimTy
-    integer_lit    = HsLitOut (HsInt i) integerTy
-    int_lit        = HsApp (HsVar (RealId intDataCon)) intprim_lit
-    inst_id       = instToId inst
-
-lookupInst inst@(LitInst u (OverloadedFractional f) ty orig loc)
-  = tcLookupGlobalValueByKey fromRationalClassOpKey    `thenNF_Tc` \ from_rational ->
-
-       -- The type Rational isn't wired in so we have to conjure it up
-    tcLookupTyConByKey rationalTyConKey        `thenNF_Tc` \ rational_tycon ->
-    let
-       rational_ty  = mkSynTy rational_tycon []
-       rational_lit = HsLitOut (HsFrac f) rational_ty
-    in
-    newMethodAtLoc orig loc from_rational [ty]         `thenNF_Tc` \ (method_inst, method_id) ->
-    returnTc ([method_inst], VarMonoBind (instToId inst) (HsApp (HsVar method_id) rational_lit))
-\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.
-
-\begin{code}
-lookupSimpleInst :: ClassInstEnv
-                -> Class
-                -> Type                        -- Look up (c,t)
-                -> TcM s [(Class,Type)]        -- Here are the needed (c,t)s
-
-lookupSimpleInst class_inst_env clas ty
-  = case (lookupMEnv matchTy class_inst_env ty) of
-      Nothing         -> failTc (noSimpleInst clas ty)
-      Just (dfun,tenv) -> returnTc [(c,instantiateTy tenv t) | (c,t) <- theta]
-                      where
-                         (_, theta, _) = splitSigmaTy (idType dfun)
-
-noSimpleInst clas ty sty
-  = ptext SLIT("No instance for") <+> 
-    (pprQuote sty $ \ sty -> ppr sty clas <+> ppr sty ty)
-\end{code}
-
-
-@mkInstSpecEnv@ is used to construct the @SpecEnv@ for a dfun.
-It does it by filtering the class's @InstEnv@.  All pretty shady stuff.
-
-\begin{code}
-mkInstSpecEnv clas inst_ty inst_tvs inst_theta = panic "mkInstSpecEnv"
-\end{code}
-
-\begin{pseudocode}
-mkInstSpecEnv :: Class                 -- class
-             -> Type                   -- instance type
-             -> [TyVarTemplate]        -- instance tyvars
-             -> ThetaType              -- superclasses dicts
-             -> SpecEnv                -- specenv for dfun of instance
-
-mkInstSpecEnv clas inst_ty inst_tvs inst_theta
-  = mkSpecEnv (catMaybes (map maybe_spec_info matches))
-  where
-    matches = matchMEnv matchTy (classInstEnv clas) inst_ty
+-- Methods
 
-    maybe_spec_info (_, match_info, MkInstTemplate dfun _ [])
-      = Just (SpecInfo (map (assocMaybe match_info) inst_tvs) (length inst_theta) dfun)
-    maybe_spec_info (_, match_info, _)
-      = Nothing
-\end{pseudocode}
+lookupInst inst@(Method _ id tys theta _ loc)
+  = newDictsAtLoc loc theta            `thenM` \ dicts ->
+    returnM (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) (map instToId dicts)))
 
+-- Literals
 
-\begin{code}
-addClassInst
-    :: ClassInstEnv            -- Incoming envt
-    -> Type                    -- The instance type: inst_ty
-    -> Id                      -- Dict fun id to apply. Free tyvars of inst_ty must
-                               -- be the same as the forall'd tyvars of the dfun id.
-    -> MaybeErr
-         ClassInstEnv          -- Success
-         (Type, Id)            -- Offending overlap
-
-addClassInst inst_env inst_ty dfun_id = insertMEnv matchTy inst_env inst_ty dfun_id
+-- 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).
+-- [Same shortcut as in newOverloadedLit, but we
+--  may have done some unification by now]             
+
+
+lookupInst inst@(LitInst u (HsIntegral i from_integer_name) ty loc)
+  | Just expr <- shortCutIntLit i ty
+  = returnM (GenInst [] expr)  -- GenInst, not SimpleInst, because 
+                                       -- expr may be a constructor application
+  | otherwise
+  = ASSERT( from_integer_name == fromIntegerName )     -- A LitInst invariant
+    tcLookupId fromIntegerName                 `thenM` \ from_integer ->
+    tcInstClassOp loc from_integer [ty]                `thenM` \ method_inst ->
+    returnM (GenInst [method_inst]
+                    (HsApp (HsVar (instToId method_inst)) (HsLit (HsInteger i))))
+
+
+lookupInst inst@(LitInst u (HsFractional f from_rat_name) ty loc)
+  | Just expr <- shortCutFracLit f ty
+  = returnM (GenInst [] expr)
+
+  | otherwise
+  = ASSERT( from_rat_name == 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] (HsApp (HsVar (instToId method_inst)) rat_lit))
 \end{code}
 
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[Inst-origin]{The @InstOrigin@ type}
+               Re-mappable syntax
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-The @InstOrigin@ type gives information about where a dictionary came from.
-This is important for decent error message reporting because dictionaries
-don't appear in the original source code.  Doubtless this type will evolve...
-
-\begin{code}
-data InstOrigin s
-  = OccurrenceOf (TcIdOcc s)   -- Occurrence of an overloaded identifier
-  | OccurrenceOfCon Id         -- Occurrence of a data constructor
-
-  | RecordUpdOrigin
-
-  | DataDeclOrigin             -- Typechecking a data declaration
-
-  | InstanceDeclOrigin         -- Typechecking an instance decl
-
-  | LiteralOrigin      HsLit   -- Occurrence of a literal
-
-  | ArithSeqOrigin     RenamedArithSeqInfo -- [x..], [x..y] etc
-
-  | SignatureOrigin            -- A dict created from a type signature
-
-  | DoOrigin                   -- The monad for a do expression
 
-  | ClassDeclOrigin            -- Manufactured during a class decl
+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:
 
---     NO MORE!
---  | DerivingOrigin   InstanceMapper
---                     Class
---                     TyCon
+  (>>) :: HB m n mn => m a -> n b -> mn b
 
-       -- During "deriving" operations we have an ever changing
-       -- mapping of classes to instances, so we record it inside the
-       -- origin information.  This is a bit of a hack, but it works
-       -- fine.  (Simon is to blame [WDP].)
+So the idea is to generate a local binding for (>>), thus:
 
-  | InstanceSpecOrigin InstanceMapper
-                       Class   -- in a SPECIALIZE instance pragma
-                       Type
+       let then72 :: forall a b. m a -> m b -> m b
+           then72 = ...something involving the user's (>>)...
+       in
+       ...the do-expression...
 
-       -- When specialising instances the instance info attached to
-       -- each class is not yet ready, so we record it inside the
-       -- origin information.  This is a bit of a hack, but it works
-       -- fine.  (Patrick is to blame [WDP].)
+Now the do-expression can proceed using then72, which has exactly
+the expected type.
 
---  | DefaultDeclOrigin                -- Related to a `default' declaration
+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.
 
-  | ValSpecOrigin      Name    -- in a SPECIALIZE pragma for a value
-
-       -- Argument or result of a ccall
-       -- Dictionaries with this origin aren't actually mentioned in the
-       -- translated term, and so need not be bound.  Nor should they
-       -- be abstracted over.
-
-  | CCallOrigin                String                  -- CCall label
-                       (Maybe RenamedHsExpr)   -- Nothing if it's the result
-                                               -- Just arg, for an argument
+\begin{code}
+tcSyntaxName :: InstOrigin
+            -> TcType                  -- Type to instantiate it at
+            -> (Name, HsExpr Name)     -- (Standard name, user name)
+            -> TcM (Name, TcExpr)      -- (Standard name, suitable expression)
+
+-- 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
+  = tcStdSyntaxName orig ty std_nm
+
+tcSyntaxName orig ty (std_nm, user_nm_expr)
+  = tcLookupId std_nm          `thenM` \ std_id ->
+    let        
+       -- C.f. newMethodAtLoc
+       ([tv], _, tau)  = tcSplitSigmaTy (idType std_id)
+       tau1            = 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 tau1)        $
+    tcCheckSigma user_nm_expr tau1                     `thenM` \ expr ->
+    returnM (std_nm, expr)
 
-  | LitLitOrigin       String  -- the litlit
+tcStdSyntaxName :: InstOrigin
+               -> TcType               -- Type to instantiate it at
+               -> Name                 -- Standard name
+               -> TcM (Name, TcExpr)   -- (Standard name, suitable expression)
 
-  | UnknownOrigin      -- Help! I give up...
-\end{code}
+tcStdSyntaxName orig ty std_nm
+  = newMethodFromName orig ty std_nm   `thenM` \ id ->
+    returnM (std_nm, HsVar id)
 
-\begin{code}
--- During deriving and instance specialisation operations
--- we can't get the instances of the class from inside the
--- class, because the latter ain't ready yet.  Instead we
--- find a mapping from classes to envts inside the dict origin.
-
-get_inst_env :: Class -> InstOrigin s -> ClassInstEnv
--- get_inst_env clas (DerivingOrigin inst_mapper _ _)
---  = fst (inst_mapper clas)
-get_inst_env clas (InstanceSpecOrigin inst_mapper _ _)
-  = inst_mapper clas
-get_inst_env clas other_orig = classInstEnv clas
-
-
-pprOrigin :: PprStyle -> Inst s -> Doc
-pprOrigin sty inst
-  = hsep [text "arising from", pp_orig orig, text "at", ppr sty locn]
-  where
-    (orig, locn) = case inst of
-                       Dict _ _ _     orig loc -> (orig,loc)
-                       Method _ _ _ _ orig loc -> (orig,loc)
-                       LitInst _ _ _  orig loc -> (orig,loc)
-                       
-    pp_orig (OccurrenceOf id)
-       = hsep [ptext SLIT("use of"), ppr sty id]
-    pp_orig (OccurrenceOfCon id)
-       = hsep [ptext SLIT("use of"), ppr sty id]
-    pp_orig (LiteralOrigin lit)
-       = hsep [ptext SLIT("the literal"), ppr sty lit]
-    pp_orig (InstanceDeclOrigin)
-       =  ptext SLIT("an instance declaration")
-    pp_orig (ArithSeqOrigin seq)
-       = hsep [ptext SLIT("the arithmetic sequence:"), ppr sty seq]
-    pp_orig (SignatureOrigin)
-       =  ptext SLIT("a type signature")
-    pp_orig (DoOrigin)
-       =  ptext SLIT("a do statement")
-    pp_orig (ClassDeclOrigin)
-       =  ptext SLIT("a class declaration")
-    pp_orig (InstanceSpecOrigin _ clas ty)
-       = hsep [text "a SPECIALIZE instance pragma; class",
-              ppr sty clas, text "type:", ppr sty ty]
-    pp_orig (ValSpecOrigin name)
-       = hsep [ptext SLIT("a SPECIALIZE user-pragma for"), ppr sty name]
-    pp_orig (CCallOrigin clabel Nothing{-ccall result-})
-       = hsep [ptext SLIT("the result of the _ccall_ to"), text clabel]
-    pp_orig (CCallOrigin clabel (Just arg_expr))
-       = hsep [ptext SLIT("an argument in the _ccall_ to"), text clabel <> comma, text "namely", ppr sty arg_expr]
-    pp_orig (LitLitOrigin s)
-       = hsep [ptext SLIT("the ``literal-literal''"), text s]
-    pp_orig (UnknownOrigin)
-       = ptext SLIT("...oops -- I don't know where the overloading came from!")
+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}