[project @ 2004-01-12 15:47:50 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / Inst.lhs
index 86522ad..f27a782 100644 (file)
@@ -5,28 +5,29 @@
 
 \begin{code}
 module Inst ( 
-       LIE, emptyLIE, unitLIE, plusLIE, consLIE, 
-       plusLIEs, mkLIE, isEmptyLIE, lieToList, listToLIE,
        showLIE,
 
        Inst, 
-       pprInst, pprInsts, pprInstsInFull, tidyInsts, tidyMoreInsts,
+       pprInst, pprInsts, pprInstsInFull, pprDFuns,
+       tidyInsts, tidyMoreInsts,
 
        newDictsFromOld, newDicts, cloneDict, 
        newOverloadedLit, newIPDict, 
        newMethod, newMethodFromName, newMethodWithGivenTy, 
-       tcInstClassOp, tcInstCall, tcInstDataCon, tcSyntaxName,
+       tcInstClassOp, tcInstCall, tcInstDataCon, 
+       tcSyntaxName, tcStdSyntaxName,
 
        tyVarsOfInst, tyVarsOfInsts, tyVarsOfLIE, 
        ipNamesOfInst, ipNamesOfInsts, fdPredsOfInst, fdPredsOfInsts,
        instLoc, getDictClassTys, dictPred,
 
        lookupInst, LookupInstResult(..),
+       tcExtendLocalInstEnv, tcGetInstEnvs,
 
        isDict, isClassDict, isMethod, 
        isLinearInst, linearInstType, isIPDict, isInheritableInst,
        isTyVarDict, isStdClassTyVarDict, isMethodFor, 
-       instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
+       instBindingRequired,
 
        zonkInst, zonkInsts,
        instToId, instName,
@@ -36,46 +37,54 @@ module Inst (
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcExpr )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcCheckSigma )
+import {-# SOURCE #-}  TcUnify ( unifyTauTy )  -- Used in checkKind (sigh)
 
-import HsSyn   ( HsLit(..), HsOverLit(..), HsExpr(..) )
-import TcHsSyn ( TcExpr, TcId, TcIdSet, 
-                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, mkHsConApp, zonkId,
+import HsSyn   ( HsLit(..), HsOverLit(..), HsExpr(..), LHsExpr, mkHsApp )
+import TcHsSyn ( TcId, TcIdSet, 
+                 mkHsTyApp, mkHsDictApp, mkHsConApp, zonkId, 
                  mkCoercion, ExprCoFn
                )
 import TcRnMonad
-import TcEnv   ( tcGetInstEnv, tcLookupId, tcLookupTyCon, checkWellStaged, topIdLvl )
-import InstEnv ( InstLookupResult(..), lookupInstEnv )
-import TcMType ( zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcPredType, zapToType,
+import TcEnv   ( tcLookupId, checkWellStaged, topIdLvl, tcMetaTy )
+import InstEnv ( DFunId, InstEnv, lookupInstEnv, checkFunDeps, extendInstEnv )
+import TcIface ( loadImportedInsts )
+import TcMType ( zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcPredType, 
                  zonkTcThetaType, tcInstTyVar, tcInstType, tcInstTyVars
                )
 import TcType  ( Type, TcType, TcThetaType, TcTyVarSet,
-                 SourceType(..), PredType, TyVarDetails(VanillaTv),
+                 PredType(..), TyVarDetails(VanillaTv), typeKind,
                  tcSplitForAllTys, tcSplitForAllTys, mkTyConApp,
-                 tcSplitPhiTy, mkGenTyConApp,
+                 tcSplitPhiTy, tcIsTyVarTy, tcSplitDFunTy,
                  isIntTy,isFloatTy, isIntegerTy, isDoubleTy,
                  tcIsTyVarTy, mkPredTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys,
                  tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tidyPred,
-                 isClassPred, isTyVarClassPred, isLinearPred, predHasFDs,
+                 isClassPred, isTyVarClassPred, isLinearPred, 
                  getClassPredTys, getClassPredTys_maybe, mkPredName,
-                 isInheritablePred, isIPPred, 
-                 tidyType, tidyTypes, tidyFreeTyVars, tcSplitSigmaTy
+                 isInheritablePred, isIPPred, matchTys,
+                 tidyType, tidyTypes, tidyFreeTyVars, tcSplitSigmaTy, 
+                 pprPred, pprParendType, pprThetaArrow, pprClassPred
                )
+import Kind    ( isSubKind )
+import HscTypes        ( ExternalPackageState(..) )
 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 PrelInfo        ( isStandardClass, isNoDictClass )
+import Name    ( Name, mkMethodOcc, getOccName, getSrcLoc, isHomePackageName, isInternalName )
+import NameSet ( addOneToNameSet )
 import Subst   ( substTy, substTyWith, substTheta, mkTyVarSubst )
 import Literal ( inIntRange )
-import Var     ( TyVar )
+import Var     ( TyVar, tyVarKind )
 import VarEnv  ( TidyEnv, emptyTidyEnv, lookupSubstEnv, SubstResult(..) )
-import VarSet  ( elemVarSet, emptyVarSet, unionVarSet )
+import VarSet  ( elemVarSet, emptyVarSet, unionVarSet, mkVarSet )
 import TysWiredIn ( floatDataCon, doubleDataCon )
-import PrelNames( fromIntegerName, fromRationalName, rationalTyConName )
+import PrelNames       ( integerTyConName, fromIntegerName, fromRationalName, rationalTyConName )
 import BasicTypes( IPName(..), mapIPName, ipNameName )
 import UniqSupply( uniqsFromSupply )
+import SrcLoc  ( mkSrcSpan, noLoc, Located(..) )
+import CmdLineOpts( DynFlags, DynFlag( Opt_AllowUndecidableInstances ), dopt )
+import Maybes  ( isJust )
 import Outputable
 \end{code}
 
@@ -101,11 +110,14 @@ dictPred inst               = pprPanic "dictPred" (ppr inst)
 getDictClassTys (Dict _ pred _) = getClassPredTys pred
 
 -- fdPredsOfInst is used to get predicates that contain functional 
--- dependencies; i.e. should participate in improvement
-fdPredsOfInst (Dict _ pred _) | predHasFDs pred = [pred]
-                             | otherwise       = []
-fdPredsOfInst (Method _ _ _ theta _ _) = filter predHasFDs theta
-fdPredsOfInst other                   = []
+-- 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
@@ -190,10 +202,6 @@ must be witnessed by an actual binding; the second tells whether an
 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}
 
 
@@ -238,11 +246,12 @@ newDictsAtLoc inst_loc theta
 newIPDict :: InstOrigin -> IPName Name -> Type 
          -> TcM (IPName Id, Inst)
 newIPDict orig ip_name ty
-  = getInstLoc orig                    `thenM` \ inst_loc@(InstLoc _ loc _) ->
+  = 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 
+       id   = mkLocalId name (mkPredTy pred)
     in
     returnM (mapIPName (\n -> id) ip_name, Dict id pred inst_loc)
 \end{code}
@@ -263,7 +272,7 @@ tcInstCall orig fun_ty      -- fun_ty is usually a sigma-type
     newDicts orig theta                `thenM` \ dicts ->
     extendLIEs dicts           `thenM_`
     let
-       inst_fn e = mkHsDictApp (mkHsTyApp e (mkTyVarTys tyvars)) (map instToId dicts)
+       inst_fn e = DictApp (mkHsTyApp (noLoc e) (mkTyVarTys tyvars)) (map instToId dicts)
     in
     returnM (mkCoercion inst_fn, tau)
 
@@ -322,6 +331,11 @@ newMethodWithGivenTy orig id tys theta tau
 -- 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
@@ -330,8 +344,21 @@ tcInstClassOp inst_loc sel_id tys
                       substTyWith tyvars tys rho
        (preds,tau)  = tcSplitPhiTy rho_ty
     in
+    zipWithM_ checkKind tyvars tys     `thenM_` 
     newMethod inst_loc sel_id tys preds tau
 
+checkKind :: TyVar -> TcType -> TcM ()
+-- Ensure that the type has a sub-kind of the tyvar
+checkKind tv ty
+  = do { ty1 <- zonkTcType ty
+       ; if typeKind ty1 `isSubKind` tyVarKind tv
+         then return ()
+         else do
+       { traceTc (text "checkKind: adding kind constraint" <+> ppr tv <+> ppr ty)
+       ; tv1 <- tcInstTyVar VanillaTv tv
+       ; unifyTauTy (mkTyVarTy tv1) ty1 }}
+
+
 ---------------------------
 newMethod inst_loc id tys theta tau
   = newUnique          `thenM` \ new_uniq ->
@@ -352,19 +379,15 @@ cases (the rest are caught in lookupInst).
 newOverloadedLit :: InstOrigin
                 -> HsOverLit
                 -> TcType
-                -> TcM TcExpr
-newOverloadedLit orig lit expected_ty
-  = zapToType expected_ty      `thenM_` 
-       -- The expected type might be a 'hole' type variable, 
-       -- in which case we must zap it to an ordinary type variable
-    new_over_lit orig lit expected_ty
-
-new_over_lit orig lit@(HsIntegral i fi) expected_ty
-  | fi /= fromIntegerName      -- Do not generate a LitInst for rebindable
-                               -- syntax.  Reason: tcSyntaxName does unification
+                -> TcM (LHsExpr TcId)
+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 fi   `thenM` \ (expr, _) ->
-    returnM (HsApp expr (HsLit (HsInteger i)))
+                               -- ToDo: noLoc sadness
+  = tcSyntaxName orig expected_ty (fromIntegerName, noLoc (HsVar fi))  `thenM` \ (_,expr) ->
+    mkIntegerLit i                                                     `thenM` \ integer_lit ->
+    returnM (mkHsApp expr integer_lit)
 
   | Just expr <- shortCutIntLit i expected_ty 
   = returnM expr
@@ -372,11 +395,11 @@ new_over_lit orig lit@(HsIntegral i fi) expected_ty
   | otherwise
   = newLitInst orig lit expected_ty
 
-new_over_lit orig lit@(HsFractional r fr) expected_ty
+newOverloadedLit orig lit@(HsFractional r fr) expected_ty
   | fr /= fromRationalName     -- c.f. HsIntegral case
-  = tcSyntaxName orig expected_ty fromRationalName fr  `thenM` \ (expr, _) ->
-    mkRatLit r                                         `thenM` \ rat_lit ->
-    returnM (HsApp expr rat_lit)
+  = tcSyntaxName orig expected_ty (fromRationalName, noLoc (HsVar fr)) `thenM` \ (_,expr) ->
+    mkRatLit r                                                         `thenM` \ rat_lit ->
+    returnM (mkHsApp expr rat_lit)
 
   | Just expr <- shortCutFracLit r expected_ty 
   = returnM expr
@@ -384,6 +407,7 @@ new_over_lit orig lit@(HsFractional r fr) expected_ty
   | otherwise
   = newLitInst orig lit expected_ty
 
+newLitInst :: InstOrigin -> HsOverLit -> TcType -> TcM (LHsExpr TcId)
 newLitInst orig lit expected_ty
   = getInstLoc orig            `thenM` \ loc ->
     newUnique                  `thenM` \ new_uniq ->
@@ -392,17 +416,17 @@ newLitInst orig lit expected_ty
        lit_id   = mkSysLocal FSLIT("lit") new_uniq expected_ty
     in
     extendLIE lit_inst         `thenM_`
-    returnM (HsVar (instToId lit_inst))
+    returnM (L (instLocSrcSpan loc) (HsVar (instToId lit_inst)))
 
-shortCutIntLit :: Integer -> TcType -> Maybe TcExpr
+shortCutIntLit :: Integer -> TcType -> Maybe (LHsExpr TcId)    -- Returns noLoc'd result :-)
 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))
+  | isIntTy ty && inIntRange i                 -- Short cut for Int
+  = Just (noLoc (HsLit (HsInt i)))
+  | isIntegerTy ty                     -- Short cut for Integer
+  = Just (noLoc (HsLit (HsInteger i ty)))
   | otherwise = Nothing
 
-shortCutFracLit :: Rational -> TcType -> Maybe TcExpr
+shortCutFracLit :: Rational -> TcType -> Maybe (LHsExpr TcId)  -- Returns noLoc'd result :-)
 shortCutFracLit f ty
   | isFloatTy ty 
   = Just (mkHsConApp floatDataCon [] [HsLit (HsFloatPrim f)])
@@ -410,13 +434,17 @@ shortCutFracLit f ty
   = Just (mkHsConApp doubleDataCon [] [HsLit (HsDoublePrim f)])
   | otherwise = Nothing
 
-mkRatLit :: Rational -> TcM TcExpr
+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
-  = tcLookupTyCon rationalTyConName                    `thenM` \ rat_tc ->
-    let
-       rational_ty  = mkGenTyConApp rat_tc []
-    in
-    returnM (HsLit (HsRat r rational_ty))
+  = tcMetaTy rationalTyConName         `thenM` \ rat_ty ->
+    getSrcSpanM                        `thenM` \ span -> 
+    returnM (L span $ HsLit (HsRat r rat_ty))
 \end{code}
 
 
@@ -489,6 +517,16 @@ pprInst m@(Method u id tys theta tau loc)
          show_uniq u,
          ppr (instToId m) -}]
 
+
+pprDFuns :: [DFunId] -> SDoc
+-- Prints the dfun as an instance declaration
+pprDFuns dfuns = vcat [ hang (ppr (getSrcLoc dfun) <> colon)
+                       2 (ptext SLIT("instance") <+> sep [pprThetaArrow theta,
+                                                          pprClassPred clas tys])
+                     | dfun <- dfuns
+                     , let (_, theta, clas, tys) = tcSplitDFunTy (idType dfun) ]
+       -- Print without the for-all, which the programmer doesn't write
+
 show_uniq u = ifPprDebug (text "{-" <> ppr u <> text "-}")
 
 tidyInst :: TidyEnv -> Inst -> Inst
@@ -517,6 +555,72 @@ showLIE str
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+       Extending the instance environment
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcExtendLocalInstEnv :: [DFunId] -> TcM a -> TcM a
+  -- Add new locally-defined instances
+tcExtendLocalInstEnv dfuns thing_inside
+ = do { traceDFuns dfuns
+      ; env <- getGblEnv
+      ; dflags  <- getDOpts
+      ; inst_env' <- foldlM (addInst dflags) (tcg_inst_env env) dfuns
+      ; let env' = env { tcg_insts = dfuns ++ tcg_insts env,
+                        tcg_inst_env = inst_env' }
+      ; setGblEnv env' thing_inside }
+
+addInst :: DynFlags -> InstEnv -> DFunId -> TcM InstEnv
+-- Check that the proposed new instance is OK, 
+-- and then add it to the home inst env
+addInst dflags home_ie dfun
+  = do {       -- Load imported instances, so that we report
+               -- duplicates correctly
+         pkg_ie  <- loadImportedInsts cls tys
+
+               -- Check functional dependencies
+       ; case checkFunDeps (pkg_ie, home_ie) dfun of
+               Just dfuns -> funDepErr dfun dfuns
+               Nothing    -> return ()
+
+               -- Check for duplicate instance decls
+       ; let { (matches, _) = lookupInstEnv dflags (pkg_ie, home_ie) cls tys
+             ; dup_dfuns = [dup_dfun | (_, (_, dup_tys, dup_dfun)) <- matches,
+                                       isJust (matchTys (mkVarSet tvs) tys dup_tys)] }
+               -- Find memebers of the match list which 
+               -- dfun itself matches. If the match is 2-way, it's a duplicate
+       ; case dup_dfuns of
+           dup_dfun : _ -> dupInstErr dfun dup_dfun
+           []           -> return ()
+
+               -- OK, now extend the envt
+       ; return (extendInstEnv home_ie dfun) }
+  where
+    (tvs, _, cls, tys) = tcSplitDFunTy (idType dfun)
+
+traceDFuns dfuns
+  = traceTc (text "Adding instances:" <+> vcat (map pp dfuns))
+  where
+    pp dfun = ppr dfun <+> dcolon <+> ppr (idType dfun)
+
+funDepErr dfun dfuns
+  = addDictLoc dfun $
+    addErr (hang (ptext SLIT("Functional dependencies conflict between instance declarations:"))
+              2 (pprDFuns (dfun:dfuns)))
+dupInstErr dfun dup_dfun
+  = addDictLoc dfun $
+    addErr (hang (ptext SLIT("Duplicate instance declarations:"))
+              2 (pprDFuns [dfun, dup_dfun]))
+
+addDictLoc dfun thing_inside
+  = addSrcSpan (mkSrcSpan loc loc) thing_inside
+  where
+   loc = getSrcLoc dfun
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{Looking up Insts}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -524,8 +628,8 @@ showLIE str
 \begin{code}
 data LookupInstResult s
   = 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 -> TcM (LookupInstResult s)
 -- It's important that lookupInst does not put any new stuff into
@@ -533,53 +637,13 @@ lookupInst :: Inst -> TcM (LookupInstResult s)
 -- the LookupInstResult, where they can be further processed by tcSimplify
 
 
--- Dictionaries
-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
-          mappM mk_ty_arg tyvars       `thenM` \ 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
-               returnM (SimpleInst ty_app)
-          else
-          newDictsAtLoc loc theta      `thenM` \ dicts ->
-          let 
-               rhs = mkHsDictApp ty_app (map instToId dicts)
-          in
-          returnM (GenInst dicts rhs)
-
-      other    -> returnM NoInstance
-
-lookupInst (Dict _ _ _)         = returnM NoInstance
-
 -- Methods
 
 lookupInst inst@(Method _ id tys theta _ loc)
   = newDictsAtLoc loc theta            `thenM` \ dicts ->
-    returnM (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) tys) (map instToId dicts)))
+    returnM (GenInst dicts (mkHsDictApp (mkHsTyApp (L span (HsVar id)) tys) (map instToId dicts)))
+  where
+    span = instLocSrcSpan loc
 
 -- Literals
 
@@ -598,9 +662,10 @@ lookupInst inst@(LitInst u (HsIntegral i from_integer_name) ty loc)
   = ASSERT( from_integer_name == 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]
-                    (HsApp (HsVar (instToId method_inst)) (HsLit (HsInteger i))))
-
+                    (mkHsApp (L (instLocSrcSpan loc)
+                                (HsVar (instToId method_inst))) integer_lit))
 
 lookupInst inst@(LitInst u (HsFractional f from_rat_name) ty loc)
   | Just expr <- shortCutFracLit f ty
@@ -611,7 +676,89 @@ lookupInst inst@(LitInst u (HsFractional f from_rat_name) ty loc)
     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))
+    returnM (GenInst [method_inst] (mkHsApp (L (instLocSrcSpan loc) 
+                                              (HsVar (instToId method_inst))) rat_lit))
+
+-- Dictionaries
+lookupInst dict@(Dict _ pred@(ClassP clas tys) loc)
+  = do { dflags  <- getDOpts
+       ; if all tcIsTyVarTy tys && 
+            not (dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags)
+               -- Common special case; no lookup
+               -- NB: tcIsTyVarTy... don't look through newtypes!
+               -- Don't take this short cut if we allow undecidable instances
+               -- because we might have "instance T a where ...".
+               -- [That means we need -fallow-undecidable-instances in the 
+               --  client module, as well as the module with the instance decl.]
+         then return NoInstance
+
+         else do
+       { pkg_ie  <- loadImportedInsts clas tys
+               -- Suck in any instance decls that may be relevant
+       ; tcg_env <- getGblEnv
+       ; case lookupInstEnv dflags (pkg_ie, tcg_inst_env tcg_env) clas tys of {
+           ([(tenv, (_,_,dfun_id))], []) -> instantiate_dfun tenv dfun_id pred loc ;
+           (matches, unifs)              -> do
+       { traceTc (text "lookupInst" <+> vcat [text "matches" <+> ppr matches,
+                                              text "unifs" <+> ppr unifs])
+       ; return NoInstance } } } }
+               -- 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.
+
+lookupInst (Dict _ _ _) = returnM NoInstance
+
+-----------------
+instantiate_dfun tenv dfun_id pred loc
+  =    -- Record that this dfun is needed
+    record_dfun_usage dfun_id          `thenM_`
+
+       -- 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_`
+    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
+    mappM mk_ty_arg tyvars     `thenM` \ ty_args ->
+    let
+       dfun_rho   = substTy (mkTyVarSubst tyvars ty_args) rho
+       (theta, _) = tcSplitPhiTy dfun_rho
+       ty_app     = mkHsTyApp (L (instLocSrcSpan loc) (HsVar dfun_id)) ty_args
+    in
+    if null theta then
+       returnM (SimpleInst ty_app)
+    else
+    newDictsAtLoc loc theta    `thenM` \ dicts ->
+    let 
+       rhs = mkHsDictApp ty_app (map instToId dicts)
+    in
+    returnM (GenInst dicts rhs)
+
+record_dfun_usage dfun_id
+  | isInternalName dfun_name = return ()               -- From this module
+  | not (isHomePackageName dfun_name) = return ()      -- From another package package
+  | otherwise = getGblEnv      `thenM` \ tcg_env ->
+               updMutVar (tcg_inst_uses tcg_env)
+                         (`addOneToNameSet` idName dfun_id)
+  where
+    dfun_name = idName dfun_id
+
+tcGetInstEnvs :: TcM (InstEnv, InstEnv)
+-- Gets both the home-pkg inst env (includes module being compiled)
+-- and the external-package inst-env
+tcGetInstEnvs = do { eps <- getEps; env <- getGblEnv;
+                    return (tcg_inst_env env, eps_inst_env eps) }
 \end{code}
 
 
@@ -648,27 +795,41 @@ just use the expression inline.
 \begin{code}
 tcSyntaxName :: InstOrigin
             -> TcType                  -- Type to instantiate it at
-            -> Name -> Name            -- (Standard name, user name)
-            -> TcM (TcExpr, TcType)    -- Suitable expression with its type
+            -> (Name, LHsExpr Name)    -- (Standard name, user name)
+            -> TcM (Name, LHsExpr TcId)        -- (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 user_nm
+tcSyntaxName orig ty (std_nm, L span (HsVar user_nm))
   | std_nm == user_nm
-  = newMethodFromName orig ty std_nm   `thenM` \ id ->
-    returnM (HsVar id, idType id)
+  = addSrcSpan span (tcStdSyntaxName orig ty std_nm)
 
-  | otherwise
+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 orig tau1)     $
-    tcExpr (HsVar user_nm) tau1                                `thenM` \ user_fn ->
-    returnM (user_fn, tau1)
+    addErrCtxtM (syntaxNameCtxt user_nm_expr orig tau1)        $
+
+       -- Check that the user-supplied thing has the
+       -- same type as the standard one
+    tcCheckSigma user_nm_expr tau1             `thenM` \ expr ->
+    returnM (std_nm, expr)
+
+tcStdSyntaxName :: InstOrigin
+               -> TcType                       -- Type to instantiate it at
+               -> Name                         -- Standard name
+               -> TcM (Name, LHsExpr TcId)     -- (Standard name, suitable expression)
+
+tcStdSyntaxName orig ty std_nm
+  = newMethodFromName orig ty std_nm   `thenM` \ id ->
+    getSrcSpanM                                `thenM` \ span -> 
+    returnM (std_nm, L span (HsVar id))
 
 syntaxNameCtxt name orig ty tidy_env
   = getInstLoc orig            `thenM` \ inst_loc ->