[project @ 2003-06-24 07:58:18 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcExpr.lhs
index 676a5d2..f889697 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
 \section[TcExpr]{Typecheck an expression}
 
 \begin{code}
-module TcExpr ( tcExpr, tcExpr_id, tcMonoExpr ) where
+module TcExpr ( tcCheckSigma, tcCheckRho, tcInferRho, tcMonoExpr ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
@@ -12,48 +12,43 @@ module TcExpr ( tcExpr, tcExpr_id, tcMonoExpr ) where
 import {-# SOURCE #-}  TcSplice( tcSpliceExpr, tcBracket )
 import HsSyn           ( HsReify(..), ReifyFlavour(..) )
 import TcType          ( isTauTy )
-import TcEnv           ( bracketOK, tcMetaTy, tcLookupGlobal,
-                         wellStaged, metaLevel )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyBracket )
+import TcEnv           ( bracketOK, tcMetaTy, checkWellStaged )
 import Name            ( isExternalName )
 import qualified DsMeta
 #endif
 
 import HsSyn           ( HsExpr(..), HsLit(..), ArithSeqInfo(..), recBindFields )
 import RnHsSyn         ( RenamedHsExpr, RenamedRecordBinds )
-import TcHsSyn         ( TcExpr, TcRecordBinds, hsLitType, mkHsDictApp, mkHsTyApp, mkHsLet )
+import TcHsSyn         ( TcExpr, TcRecordBinds, hsLitType, mkHsDictApp, mkHsTyApp, mkHsLet, (<$>) )
 import TcRnMonad
-import TcUnify         ( tcSubExp, tcGen, (<$>),
-                         unifyTauTy, unifyFunTy, unifyListTy, unifyPArrTy,
-                         unifyTupleTy )
-import BasicTypes      ( RecFlag(..),  isMarkedStrict )
+import TcUnify         ( Expected(..), newHole, zapExpectedType, zapExpectedTo, tcSubExp, tcGen,
+                         unifyFunTy, zapToListTy, zapToPArrTy, zapToTupleTy )
+import BasicTypes      ( isMarkedStrict )
 import Inst            ( InstOrigin(..), 
                          newOverloadedLit, newMethodFromName, newIPDict,
                          newDicts, newMethodWithGivenTy, 
                          instToId, tcInstCall, tcInstDataCon
                        )
 import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
-import TcEnv           ( tcLookupClass, tcLookupGlobal_maybe, tcLookupIdLvl,
-                         tcLookupTyCon, tcLookupDataCon, tcLookupId
+import TcEnv           ( tcLookupClass, tcLookupGlobal_maybe, tcLookup,
+                         tcLookupTyCon, tcLookupDataCon, tcLookupId, checkProcLevel
                        )
-import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatchLambda, tcDoStmts )
+import TcArrows                ( tcProc )
+import TcMatches       ( tcMatchesCase, tcMatchLambda, tcDoStmts, tcThingWithSig )
 import TcMonoType      ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
 import TcPat           ( badFieldCon )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyIPs )
-import TcMType         ( tcInstTyVars, tcInstType, newHoleTyVarTy, zapToType,
-                         newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType, readHoleResult )
+import TcMType         ( tcInstTyVars, tcInstType, newTyVarTy, newTyVarTys, zonkTcType )
 import TcType          ( TcType, TcSigmaType, TcRhoType, TyVarDetails(VanillaTv),
                          tcSplitFunTys, tcSplitTyConApp, mkTyVarTys,
                          isSigmaTy, mkFunTy, mkFunTys,
-                         mkTyConApp, mkClassPred, tcFunArgTy,
+                         mkTyConApp, mkClassPred, 
                          tyVarsOfTypes, isLinearPred,
                          liftedTypeKind, openTypeKind, 
-                         tcSplitSigmaTy, tcTyConAppTyCon,
-                         tidyOpenType
+                         tcSplitSigmaTy, tidyOpenType
                        )
 import FieldLabel      ( FieldLabel, fieldLabelName, fieldLabelType, fieldLabelTyCon )
-import Id              ( Id, idType, recordSelectorFieldLabel, isRecordSelector, isDataConWrapId_maybe )
-import DataCon         ( DataCon, dataConFieldLabels, dataConSig, dataConStrictMarks )
+import Id              ( Id, idType, recordSelectorFieldLabel, isRecordSelector )
+import DataCon         ( DataCon, dataConFieldLabels, dataConSig, dataConStrictMarks, dataConWrapId )
 import Name            ( Name )
 import TyCon           ( TyCon, tyConTyVars, tyConTheta, isAlgTyCon, tyConDataCons )
 import Subst           ( mkTopTyVarSubst, substTheta, substTy )
@@ -81,26 +76,45 @@ import FastString
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExpr :: RenamedHsExpr                -- Expession to type check
-       -> TcSigmaType          -- Expected type (could be a polytpye)
-       -> TcM TcExpr           -- Generalised expr with expected type
+-- tcCheckSigma does type *checking*; it's passed the expected type of the result
+tcCheckSigma :: RenamedHsExpr          -- Expession to type check
+                    -> TcSigmaType             -- Expected type (could be a polytpye)
+                    -> TcM TcExpr              -- Generalised expr with expected type
 
-tcExpr expr expected_ty 
+tcCheckSigma expr expected_ty 
   = traceTc (text "tcExpr" <+> (ppr expected_ty $$ ppr expr)) `thenM_`
     tc_expr' expr expected_ty
 
-tc_expr' expr expected_ty
-  | not (isSigmaTy expected_ty)  -- Monomorphic case
-  = tcMonoExpr expr expected_ty
-
-  | otherwise
-  = tcGen expected_ty emptyVarSet (
-       tcMonoExpr expr
+tc_expr' expr sigma_ty
+  | isSigmaTy sigma_ty
+  = tcGen sigma_ty emptyVarSet (
+       \ rho_ty -> tcCheckRho expr rho_ty
     )                          `thenM` \ (gen_fn, expr') ->
     returnM (gen_fn <$> expr')
+
+tc_expr' expr rho_ty   -- Monomorphic case
+  = tcCheckRho expr rho_ty
+\end{code}
+
+Typecheck expression which in most cases will be an Id.
+The expression can return a higher-ranked type, such as
+       (forall a. a->a) -> Int
+so we must create a hole to pass in as the expected tyvar.
+
+\begin{code}
+tcCheckRho :: RenamedHsExpr -> TcRhoType -> TcM TcExpr
+tcCheckRho expr rho_ty = tcMonoExpr expr (Check rho_ty)
+
+tcInferRho :: RenamedHsExpr -> TcM (TcExpr, TcRhoType)
+tcInferRho (HsVar name) = tcId name
+tcInferRho expr         = newHole                      `thenM` \ hole ->
+                         tcMonoExpr expr (Infer hole)  `thenM` \ expr' ->
+                         readMutVar hole               `thenM` \ rho_ty ->
+                         returnM (expr', rho_ty) 
 \end{code}
 
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{The TAUT rules for variables}
@@ -109,7 +123,7 @@ tc_expr' expr expected_ty
 
 \begin{code}
 tcMonoExpr :: RenamedHsExpr            -- Expession to type check
-          -> TcRhoType                 -- Expected type (could be a type variable)
+          -> Expected TcRhoType        -- Expected type (could be a type variable)
                                        -- Definitely no foralls at the top
                                        -- Can be a 'hole'.
           -> TcM TcExpr
@@ -140,17 +154,10 @@ tcMonoExpr (HsIPVar ip) res_ty
 
 \begin{code}
 tcMonoExpr in_expr@(ExprWithTySig expr poly_ty) res_ty
- = addErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)    $
-   tcHsSigType ExprSigCtxt poly_ty     `thenM` \ sig_tc_ty ->
-   tcExpr expr sig_tc_ty               `thenM` \ expr' ->
-
-       -- Must instantiate the outer for-alls of sig_tc_ty
-       -- else we risk instantiating a ? res_ty to a forall-type
-       -- which breaks the invariant that tcMonoExpr only returns phi-types
-   tcInstCall SignatureOrigin sig_tc_ty        `thenM` \ (inst_fn, inst_sig_ty) ->
-   tcSubExp res_ty inst_sig_ty         `thenM` \ co_fn ->
-
-   returnM (co_fn <$> inst_fn expr')
+ = addErrCtxt (exprSigCtxt in_expr)                    $
+   tcHsSigType ExprSigCtxt poly_ty                     `thenM` \ sig_tc_ty ->
+   tcThingWithSig sig_tc_ty (tcCheckRho expr) res_ty   `thenM` \ (co_fn, expr') ->
+   returnM (co_fn <$> expr')
 
 tcMonoExpr (HsType ty) res_ty
   = failWithTc (text "Can't handle type argument:" <+> ppr ty)
@@ -170,13 +177,15 @@ tcMonoExpr (HsType ty) res_ty
 
 \begin{code}
 tcMonoExpr (HsLit lit)     res_ty  = tcLit lit res_ty
-tcMonoExpr (HsOverLit lit) res_ty  = newOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty
+tcMonoExpr (HsOverLit lit) res_ty  = zapExpectedType res_ty    `thenM` \ res_ty' ->
+                                    newOverloadedLit (LiteralOrigin lit) lit res_ty'
 tcMonoExpr (HsPar expr)    res_ty  = tcMonoExpr expr res_ty    `thenM` \ expr' -> 
                                     returnM (HsPar expr')
 tcMonoExpr (HsSCC lbl expr) res_ty = tcMonoExpr expr res_ty    `thenM` \ expr' ->
                                     returnM (HsSCC lbl expr')
 
-
+tcMonoExpr (HsCoreAnn lbl expr) res_ty = tcMonoExpr expr res_ty `thenM` \ expr' ->  -- hdaume: core annotation
+                                         returnM (HsCoreAnn lbl expr')
 tcMonoExpr (NegApp expr neg_name) res_ty
   = tcMonoExpr (HsApp (HsVar neg_name) expr) res_ty
        -- ToDo: use tcSyntaxName
@@ -201,7 +210,7 @@ a type error will occur if they aren't.
 --     op e
 
 tcMonoExpr in_expr@(SectionL arg1 op) res_ty
-  = tcExpr_id op                               `thenM` \ (op', op_ty) ->
+  = tcInferRho op                              `thenM` \ (op', op_ty) ->
     split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenM` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
     tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)                        `thenM` \ arg1' ->
     addErrCtxt (exprCtxt in_expr)              $
@@ -212,7 +221,7 @@ tcMonoExpr in_expr@(SectionL arg1 op) res_ty
 --     \ x -> op x expr
 
 tcMonoExpr in_expr@(SectionR op arg2) res_ty
-  = tcExpr_id op                               `thenM` \ (op', op_ty) ->
+  = tcInferRho op                              `thenM` \ (op', op_ty) ->
     split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenM` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
     tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)                        `thenM` \ arg2' ->
     addErrCtxt (exprCtxt in_expr)              $
@@ -222,7 +231,7 @@ tcMonoExpr in_expr@(SectionR op arg2) res_ty
 -- equivalent to (op e1) e2:
 
 tcMonoExpr in_expr@(OpApp arg1 op fix arg2) res_ty
-  = tcExpr_id op                               `thenM` \ (op', op_ty) ->
+  = tcInferRho op                              `thenM` \ (op', op_ty) ->
     split_fun_ty op_ty 2 {- two args -}                `thenM` \ ([arg1_ty, arg2_ty], op_res_ty) ->
     tcArg op (arg1, arg1_ty, 1)                        `thenM` \ arg1' ->
     tcArg op (arg2, arg2_ty, 2)                        `thenM` \ arg2' ->
@@ -248,19 +257,11 @@ tcMonoExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
        --      case (map f) of
        --        (x:xs) -> ...
        -- will report that map is applied to too few arguments
-       --
-       -- Not only that, but it's better to check the matches on their
-       -- own, so that we get the expected results for scoped type variables.
-       --      f x = case x of
-       --              (p::a, q::b) -> (q,p)
-       -- The above should work: the match (p,q) -> (q,p) is polymorphic as
-       -- claimed by the pattern signatures.  But if we typechecked the
-       -- match with x in scope and x's type as the expected type, we'd be hosed.
 
     tcMatchesCase matches res_ty       `thenM`    \ (scrut_ty, matches') ->
 
     addErrCtxt (caseScrutCtxt scrut)   (
-      tcMonoExpr scrut scrut_ty
+      tcCheckRho scrut scrut_ty
     )                                  `thenM`    \ scrut' ->
 
     returnM (HsCase scrut' matches' src_loc)
@@ -268,42 +269,49 @@ tcMonoExpr in_expr@(HsCase scrut matches src_loc) res_ty
 tcMonoExpr (HsIf pred b1 b2 src_loc) res_ty
   = addSrcLoc src_loc  $
     addErrCtxt (predCtxt pred) (
-    tcMonoExpr pred boolTy     )       `thenM`    \ pred' ->
+    tcCheckRho pred boolTy     )       `thenM`    \ pred' ->
 
-    zapToType res_ty                   `thenM`    \ res_ty' ->
+    zapExpectedType res_ty             `thenM`    \ res_ty' ->
        -- C.f. the call to zapToType in TcMatches.tcMatches
 
-    tcMonoExpr b1 res_ty'              `thenM`    \ b1' ->
-    tcMonoExpr b2 res_ty'              `thenM`    \ b2' ->
+    tcCheckRho b1 res_ty'              `thenM`    \ b1' ->
+    tcCheckRho b2 res_ty'              `thenM`    \ b2' ->
     returnM (HsIf pred' b1' b2' src_loc)
 
 tcMonoExpr (HsDo do_or_lc stmts method_names _ src_loc) res_ty
-  = addSrcLoc src_loc          $
-    tcDoStmts do_or_lc stmts method_names res_ty       `thenM` \ (binds, stmts', methods') ->
-    returnM (mkHsLet binds (HsDo do_or_lc stmts' methods' res_ty src_loc))
+  = addSrcLoc src_loc                                  $
+    zapExpectedType res_ty                             `thenM` \ res_ty' ->
+       -- All comprehensions yield a monotype
+    tcDoStmts do_or_lc stmts method_names res_ty'      `thenM` \ (stmts', methods') ->
+    returnM (HsDo do_or_lc stmts' methods' res_ty' src_loc)
 
 tcMonoExpr in_expr@(ExplicitList _ exprs) res_ty       -- Non-empty list
-  = unifyListTy res_ty                `thenM` \ elt_ty ->  
+  = zapToListTy res_ty                `thenM` \ elt_ty ->  
     mappM (tc_elt elt_ty) exprs              `thenM` \ exprs' ->
     returnM (ExplicitList elt_ty exprs')
   where
     tc_elt elt_ty expr
       = addErrCtxt (listCtxt expr) $
-       tcMonoExpr expr elt_ty
+       tcCheckRho expr elt_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(ExplicitPArr _ exprs) res_ty       -- maybe empty
-  = unifyPArrTy res_ty                `thenM` \ elt_ty ->  
+  = zapToPArrTy res_ty                `thenM` \ elt_ty ->  
     mappM (tc_elt elt_ty) exprs              `thenM` \ exprs' ->
     returnM (ExplicitPArr elt_ty exprs')
   where
     tc_elt elt_ty expr
       = addErrCtxt (parrCtxt expr) $
-       tcMonoExpr expr elt_ty
+       tcCheckRho expr elt_ty
 
 tcMonoExpr (ExplicitTuple exprs boxity) res_ty
-  = unifyTupleTy boxity (length exprs) res_ty  `thenM` \ arg_tys ->
-    tcMonoExprs exprs arg_tys                  `thenM` \ exprs' ->
+  = zapToTupleTy boxity (length exprs) res_ty  `thenM` \ arg_tys ->
+    tcCheckRhos exprs arg_tys                  `thenM` \ exprs' ->
     returnM (ExplicitTuple exprs' boxity)
+
+tcMonoExpr (HsProc pat cmd loc) res_ty
+  = addSrcLoc loc $
+    tcProc pat cmd res_ty                      `thenM` \ (pat', cmd') ->
+    returnM (HsProc pat' cmd' loc)
 \end{code}
 
 
@@ -350,7 +358,7 @@ tcMonoExpr e0@(HsCCall lbl args may_gc is_casm ignored_fake_result_ty) res_ty
                | otherwise  = [1..length args]
     in
     newTyVarTys (length tv_idxs) openTypeKind          `thenM` \ arg_tys ->
-    tcMonoExprs args arg_tys                           `thenM` \ args' ->
+    tcCheckRhos args arg_tys                           `thenM` \ args' ->
 
        -- The argument types can be unlifted or lifted; the result
        -- type must, however, be lifted since it's an argument to the IO
@@ -359,7 +367,7 @@ tcMonoExpr e0@(HsCCall lbl args may_gc is_casm ignored_fake_result_ty) res_ty
     let
        io_result_ty = mkTyConApp ioTyCon [result_ty]
     in
-    unifyTauTy res_ty io_result_ty             `thenM_`
+    zapExpectedTo res_ty io_result_ty  `thenM_`
 
        -- Construct the extra insts, which encode the
        -- constraints on the argument and result types.
@@ -385,11 +393,11 @@ tcMonoExpr expr@(RecordCon con_name rbinds) res_ty
        (tycon, ty_args) = tcSplitTyConApp record_ty
     in
     ASSERT( isAlgTyCon tycon )
-    unifyTauTy res_ty record_ty          `thenM_`
+    zapExpectedTo res_ty record_ty      `thenM_`
 
        -- Check that the record bindings match the constructor
        -- con_name is syntactically constrained to be a data constructor
-    tcLookupDataCon con_name   `thenM` \ data_con ->
+    tcLookupDataCon con_name           `thenM` \ data_con ->
     let
        bad_fields = badFields rbinds data_con
     in
@@ -445,10 +453,10 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     let
        bad_guys = [ addErrTc (notSelector field_name) 
                   | (field_name, maybe_sel_id) <- field_names `zip` maybe_sel_ids,
-                     case maybe_sel_id of
-                       Just (AnId sel_id) -> not (isRecordSelector sel_id)
-                       other              -> True
+                    not (is_selector maybe_sel_id)
                   ]
+       is_selector (Just (AnId sel_id)) = isRecordSelector sel_id      -- Excludes class ops
+       is_selector other                = False        
     in
     checkM (null bad_guys) (sequenceM bad_guys `thenM_` failM) `thenM_`
     
@@ -457,11 +465,8 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     let
                -- It's OK to use the non-tc splitters here (for a selector)
        (Just (AnId sel_id) : _) = maybe_sel_ids
-
-       (_, _, tau)  = tcSplitSigmaTy (idType sel_id)   -- Selectors can be overloaded
-                                                       -- when the data type has a context
-       data_ty      = tcFunArgTy tau                   -- Must succeed since sel_id is a selector
-       tycon        = tcTyConAppTyCon data_ty
+       field_lbl    = recordSelectorFieldLabel sel_id  -- We've failed already if
+       tycon        = fieldLabelTyCon field_lbl        -- it's not a field label
        data_cons    = tyConDataCons tycon
        tycon_tyvars = tyConTyVars tycon                -- The data cons use the same type vars
     in
@@ -480,7 +485,7 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     let
        result_record_ty = mkTyConApp tycon result_inst_tys
     in
-    unifyTauTy res_ty result_record_ty          `thenM_`
+    zapExpectedTo res_ty result_record_ty      `thenM_`
     tcRecordBinds tycon result_inst_tys rbinds `thenM` \ rbinds' ->
 
        -- STEP 4
@@ -512,7 +517,7 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
     let
        record_ty = mkTyConApp tycon inst_tys
     in
-    tcMonoExpr record_expr record_ty           `thenM` \ record_expr' ->
+    tcCheckRho record_expr record_ty           `thenM` \ record_expr' ->
 
        -- STEP 6
        -- Figure out the LIE we need.  We have to generate some 
@@ -542,8 +547,8 @@ tcMonoExpr expr@(RecordUpd record_expr rbinds) res_ty
 
 \begin{code}
 tcMonoExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
-  = unifyListTy res_ty                                 `thenM` \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr elt_ty                     `thenM` \ expr' ->
+  = zapToListTy res_ty                                 `thenM` \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr elt_ty                     `thenM` \ expr' ->
 
     newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
                      elt_ty enumFromName       `thenM` \ enum_from ->
@@ -552,9 +557,9 @@ tcMonoExpr (ArithSeqIn seq@(From expr)) res_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
   = addErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $ 
-    unifyListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
-    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
+    zapToListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
+    tcCheckRho expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
     newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
                      elt_ty enumFromThenName           `thenM` \ enum_from_then ->
 
@@ -563,9 +568,9 @@ tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThen expr1 expr2)) res_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
   = addErrCtxt (arithSeqCtxt in_expr) $
-    unifyListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
-    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
+    zapToListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
+    tcCheckRho expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
     newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
                      elt_ty enumFromToName             `thenM` \ enum_from_to ->
 
@@ -573,10 +578,10 @@ tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
   = addErrCtxt  (arithSeqCtxt in_expr) $
-    unifyListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
-    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
-    tcMonoExpr expr3 elt_ty                            `thenM`    \ expr3' ->
+    zapToListTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
+    tcCheckRho expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
+    tcCheckRho expr3 elt_ty                            `thenM`    \ expr3' ->
     newMethodFromName (ArithSeqOrigin seq) 
                      elt_ty enumFromThenToName         `thenM` \ eft ->
 
@@ -584,9 +589,9 @@ tcMonoExpr in_expr@(ArithSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(PArrSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
   = addErrCtxt (parrSeqCtxt in_expr) $
-    unifyPArrTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
-    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
+    zapToPArrTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
+    tcCheckRho expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
     newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq) 
                      elt_ty enumFromToPName            `thenM` \ enum_from_to ->
 
@@ -594,10 +599,10 @@ tcMonoExpr in_expr@(PArrSeqIn seq@(FromTo expr1 expr2)) res_ty
 
 tcMonoExpr in_expr@(PArrSeqIn seq@(FromThenTo expr1 expr2 expr3)) res_ty
   = addErrCtxt  (parrSeqCtxt in_expr) $
-    unifyPArrTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
-    tcMonoExpr expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
-    tcMonoExpr expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
-    tcMonoExpr expr3 elt_ty                            `thenM`    \ expr3' ->
+    zapToPArrTy  res_ty                                `thenM`    \ elt_ty ->  
+    tcCheckRho expr1 elt_ty                            `thenM`    \ expr1' ->
+    tcCheckRho expr2 elt_ty                            `thenM`    \ expr2' ->
+    tcCheckRho expr3 elt_ty                            `thenM`    \ expr3' ->
     newMethodFromName (PArrSeqOrigin seq)
                      elt_ty enumFromThenToPName        `thenM` \ eft ->
 
@@ -621,43 +626,19 @@ tcMonoExpr (PArrSeqIn _) _
        -- Rename excludes these cases otherwise
 
 tcMonoExpr (HsSplice n expr loc) res_ty = addSrcLoc loc (tcSpliceExpr n expr res_ty)
-  
-tcMonoExpr (HsBracket brack loc) res_ty
-  = addSrcLoc loc                      $
-    getStage                           `thenM` \ level ->
-    case bracketOK level of {
-       Nothing         -> failWithTc (illegalBracket level) ;
-       Just next_level ->
-
-       -- Typecheck expr to make sure it is valid,
-       -- but throw away the results.  We'll type check
-       -- it again when we actually use it.
-    newMutVar []                       `thenM` \ pending_splices ->
-    getLIEVar                          `thenM` \ lie_var ->
-
-    setStage (Brack next_level pending_splices lie_var) (
-       getLIE (tcBracket brack)
-    )                                  `thenM` \ (meta_ty, lie) ->
-    tcSimplifyBracket lie              `thenM_`  
-
-    unifyTauTy res_ty meta_ty          `thenM_`
-
-       -- Return the original expression, not the type-decorated one
-    readMutVar pending_splices         `thenM` \ pendings ->
-    returnM (HsBracketOut brack pendings)
-    }
+tcMonoExpr (HsBracket brack loc) res_ty = addSrcLoc loc (tcBracket brack res_ty)
 
 tcMonoExpr (HsReify (Reify flavour name)) res_ty
   = addErrCtxt (ptext SLIT("At the reification of") <+> ppr name)      $
-    tcMetaTy  tycon_name       `thenM` \ reify_ty ->
-    unifyTauTy res_ty reify_ty `thenM_`
+    tcMetaTy  tycon_name               `thenM` \ reify_ty ->
+    zapExpectedTo res_ty reify_ty      `thenM_`
     returnM (HsReify (ReifyOut flavour name))
   where
     tycon_name = case flavour of
-                  ReifyDecl -> DsMeta.decTyConName
-                  ReifyType -> DsMeta.typTyConName
+                  ReifyDecl -> DsMeta.decQTyConName
+                  ReifyType -> DsMeta.typeQTyConName
                   ReifyFixity -> pprPanic "tcMonoExpr: cant do reifyFixity yet" (ppr name)
-#endif GHCI
+#endif /* GHCI */
 \end{code}
 
 
@@ -681,7 +662,7 @@ tcMonoExpr other _ = pprPanic "tcMonoExpr" (ppr other)
 \begin{code}
 
 tcApp :: RenamedHsExpr -> [RenamedHsExpr]      -- Function and args
-      -> TcType                                        -- Expected result type of application
+      -> Expected TcRhoType                    -- Expected result type of application
       -> TcM TcExpr                            -- Translated fun and args
 
 tcApp (HsApp e1 e2) args res_ty 
@@ -689,32 +670,50 @@ tcApp (HsApp e1 e2) args res_ty
 
 tcApp fun args res_ty
   =    -- First type-check the function
-    tcExpr_id fun                              `thenM` \ (fun', fun_ty) ->
+    tcInferRho fun                             `thenM` \ (fun', fun_ty) ->
 
     addErrCtxt (wrongArgsCtxt "too many" fun args) (
        traceTc (text "tcApp" <+> (ppr fun $$ ppr fun_ty))      `thenM_`
        split_fun_ty fun_ty (length args)
     )                                          `thenM` \ (expected_arg_tys, actual_result_ty) ->
 
-       -- Now typecheck the args
-    mappM (tcArg fun)
-         (zip3 args expected_arg_tys [1..])    `thenM` \ args' ->
-
-       -- Unify with expected result after type-checking the args
-       -- so that the info from args percolates to actual_result_ty.
+       -- Unify with expected result before (was: after) type-checking the args
+       -- so that the info from res_ty (was: args) percolates to args (was actual_result_ty).
        -- This is when we might detect a too-few args situation.
        -- (One can think of cases when the opposite order would give
        -- a better error message.)
+       -- [March 2003: I'm experimenting with putting this first.  Here's an 
+       --              example where it actually makes a real difference
+       --    class C t a b | t a -> b
+       --    instance C Char a Bool
+       --
+       --    data P t a = forall b. (C t a b) => MkP b
+       --    data Q t   = MkQ (forall a. P t a)
+    
+       --    f1, f2 :: Q Char;
+       --    f1 = MkQ (MkP True)
+       --    f2 = MkQ (MkP True :: forall a. P Char a)
+       --
+       -- With the change, f1 will type-check, because the 'Char' info from
+       -- the signature is propagated into MkQ's argument. With the check
+       -- in the other order, the extra signature in f2 is reqd.]
+
     addErrCtxtM (checkArgsCtxt fun args res_ty actual_result_ty)
-                 (tcSubExp res_ty actual_result_ty)    `thenM` \ co_fn ->
+               (tcSubExp res_ty actual_result_ty)      `thenM` \ co_fn ->
+
+       -- Now typecheck the args
+    mappM (tcArg fun)
+         (zip3 args expected_arg_tys [1..])    `thenM` \ args' ->
 
     returnM (co_fn <$> foldl HsApp fun' args') 
 
 
 -- If an error happens we try to figure out whether the
 -- function has been given too many or too few arguments,
--- and say so
-checkArgsCtxt fun args expected_res_ty actual_res_ty tidy_env
+-- and say so.
+-- The ~(Check...) is because in the Infer case the tcSubExp 
+-- definitely won't fail, so we can be certain we're in the Check branch
+checkArgsCtxt fun args ~(Check expected_res_ty) actual_res_ty tidy_env
   = zonkTcType expected_res_ty   `thenM` \ exp_ty' ->
     zonkTcType actual_res_ty     `thenM` \ act_ty' ->
     let
@@ -733,7 +732,7 @@ checkArgsCtxt fun args expected_res_ty actual_res_ty tidy_env
     returnM (env2, message)
 
 
-split_fun_ty :: TcType         -- The type of the function
+split_fun_ty :: TcRhoType      -- The type of the function
             -> Int             -- Number of arguments
             -> TcM ([TcType],  -- Function argument types
                     TcType)    -- Function result types
@@ -755,7 +754,7 @@ tcArg :: RenamedHsExpr                              -- The function (for error messages)
 
 tcArg the_fun (arg, expected_arg_ty, arg_no)
   = addErrCtxt (funAppCtxt the_fun arg arg_no) $
-    tcExpr arg expected_arg_ty
+    tcCheckSigma arg expected_arg_ty
 \end{code}
 
 
@@ -788,58 +787,70 @@ This gets a bit less sharing, but
        b) perhaps fewer separated lambdas
 
 \begin{code}
-tcId :: Name -> TcM (TcExpr, TcType)
+tcId :: Name -> TcM (TcExpr, TcRhoType)
 tcId name      -- Look up the Id and instantiate its type
-  = tcLookupIdLvl name                 `thenM` \ (id, bind_lvl) ->
+  =    -- First check whether it's a DataCon
+       -- Reason: we must not forget to chuck in the
+       --         constraints from their "silly context"
+    tcLookup name              `thenM` \ maybe_thing ->
+    case maybe_thing of {
+       AGlobal (ADataCon data_con)  -> inst_data_con data_con 
+    ;  AGlobal (AnId id)            -> loop (HsVar id) (idType id)
+               -- A global cannot possibly be ill-staged
+               -- nor does it need the 'lifting' treatment
+
+    ;  ATcId id th_level proc_level -> tc_local_id id th_level proc_level
+    ;  other                        -> pprPanic "tcId" (ppr name)
+    }
+  where
+
+#ifndef GHCI
+    tc_local_id id th_bind_lvl proc_lvl                        -- Non-TH case
+       = checkProcLevel id proc_lvl    `thenM_`
+         loop (HsVar id) (idType id)
+
+#else /* GHCI and TH is on */
+    tc_local_id id th_bind_lvl proc_lvl                        -- TH case
+       = checkProcLevel id proc_lvl    `thenM_`
 
        -- Check for cross-stage lifting
-#ifdef GHCI
-    getStage                           `thenM` \ use_stage -> 
-    case use_stage of
-      Brack use_lvl ps_var lie_var
-       | use_lvl > bind_lvl && not (isExternalName name)
-       ->      -- E.g. \x -> [| h x |]
-                       -- We must behave as if the reference to x was
-                       --      h $(lift x)     
-                       -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by 
-                       -- the desugarer to stitch it all back together
-                       -- NB: isExernalName is true of top level things, 
-                       -- and false of nested bindings
-       
-       let
-           id_ty = idType id
-       in
-       checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)      `thenM_` 
+         getStage                              `thenM` \ use_stage -> 
+         case use_stage of
+             Brack use_lvl ps_var lie_var
+               | use_lvl > th_bind_lvl 
+               ->      -- E.g. \x -> [| h x |]
+               -- We must behave as if the reference to x was
+
+               --      h $(lift x)     
+               -- We use 'x' itself as the splice proxy, used by 
+               -- the desugarer to stitch it all back together.
+               -- If 'x' occurs many times we may get many identical
+               -- bindings of the same splice proxy, but that doesn't
+               -- matter, although it's a mite untidy.
+               let
+                   id_ty = idType id
+               in
+               checkTc (isTauTy id_ty) (polySpliceErr id)      `thenM_` 
                    -- If x is polymorphic, its occurrence sites might
                    -- have different instantiations, so we can't use plain
                    -- 'x' as the splice proxy name.  I don't know how to 
                    -- solve this, and it's probably unimportant, so I'm
                    -- just going to flag an error for now
 
-       setLIEVar lie_var       (
-       newMethodFromName orig id_ty DsMeta.liftName    `thenM` \ lift ->
-               -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
+               setLIEVar lie_var       (
+               newMethodFromName orig id_ty DsMeta.liftName    `thenM` \ lift ->
+                       -- Put the 'lift' constraint into the right LIE
+       
+               -- Update the pending splices
+               readMutVar ps_var                       `thenM` \ ps ->
+               writeMutVar ps_var ((name, HsApp (HsVar lift) (HsVar id)) : ps) `thenM_`
        
-       -- Update the pending splices
-        readMutVar ps_var                      `thenM` \ ps ->
-        writeMutVar ps_var ((name, HsApp (HsVar lift) (HsVar id)) : ps)        `thenM_`
+               returnM (HsVar id, id_ty))
 
-       returnM (HsVar id, id_ty))
-
-      other -> 
-       let
-          use_lvl = metaLevel use_stage
-       in
-       checkTc (wellStaged bind_lvl use_lvl)
-               (badStageErr id bind_lvl use_lvl)       `thenM_`
-#endif
-       -- This is the bit that handles the no-Template-Haskell case
-       case isDataConWrapId_maybe id of
-               Nothing       -> loop (HsVar id) (idType id)
-               Just data_con -> inst_data_con id data_con
-
-  where
-    orig = OccurrenceOf name
+             other -> 
+               checkWellStaged (quotes (ppr id)) th_bind_lvl use_stage `thenM_`
+               loop (HsVar id) (idType id)
+#endif /* GHCI */
 
     loop (HsVar fun_id) fun_ty
        | want_method_inst fun_ty
@@ -851,17 +862,12 @@ tcId name -- Look up the Id and instantiate its type
     loop fun fun_ty 
        | isSigmaTy fun_ty
        = tcInstCall orig fun_ty        `thenM` \ (inst_fn, tau) ->
-         loop (inst_fn fun) tau
+         loop (inst_fn <$> fun) tau
 
        | otherwise
        = returnM (fun, fun_ty)
 
-    want_method_inst fun_ty 
-       | opt_NoMethodSharing = False   
-       | otherwise           = case tcSplitSigmaTy fun_ty of
-                                 (_,[],_)    -> False  -- Not overloaded
-                                 (_,theta,_) -> not (any isLinearPred theta)
-       -- This is a slight hack.
+       --      Hack Alert (want_method_inst)!
        -- If   f :: (%x :: T) => Int -> Int
        -- Then if we have two separate calls, (f 3, f 4), we cannot
        -- make a method constraint that then gets shared, thus:
@@ -869,32 +875,27 @@ tcId name -- Look up the Id and instantiate its type
        -- because that loses the linearity of the constraint.
        -- The simplest thing to do is never to construct a method constraint
        -- in the first place that has a linear implicit parameter in it.
+    want_method_inst fun_ty 
+       | opt_NoMethodSharing = False   
+       | otherwise           = case tcSplitSigmaTy fun_ty of
+                                 (_,[],_)    -> False  -- Not overloaded
+                                 (_,theta,_) -> not (any isLinearPred theta)
+
 
        -- We treat data constructors differently, because we have to generate
        -- constraints for their silly theta, which no longer appears in
-       -- the type of dataConWrapId.  It's dual to TcPat.tcConstructor
-    inst_data_con id data_con
+       -- the type of dataConWrapId (see note on "stupid context" in DataCon.lhs
+       -- It's dual to TcPat.tcConstructor
+    inst_data_con data_con
       = tcInstDataCon orig data_con    `thenM` \ (ty_args, ex_dicts, arg_tys, result_ty, _) ->
        extendLIEs ex_dicts             `thenM_`
-       returnM (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar id) ty_args) (map instToId ex_dicts), 
+       returnM (mkHsDictApp (mkHsTyApp (HsVar (dataConWrapId data_con)) ty_args) 
+                            (map instToId ex_dicts), 
                 mkFunTys arg_tys result_ty)
-\end{code}
-
-Typecheck expression which in most cases will be an Id.
-The expression can return a higher-ranked type, such as
-       (forall a. a->a) -> Int
-so we must create a HoleTyVarTy to pass in as the expected tyvar.
 
-\begin{code}
-tcExpr_id :: RenamedHsExpr -> TcM (TcExpr, TcType)
-tcExpr_id (HsVar name) = tcId name
-tcExpr_id expr         = newHoleTyVarTy                        `thenM` \ id_ty ->
-                        tcMonoExpr expr id_ty          `thenM` \ expr' ->
-                        readHoleResult id_ty           `thenM` \ id_ty' ->
-                        returnM (expr', id_ty') 
+    orig = OccurrenceOf name
 \end{code}
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Record bindings}
@@ -945,7 +946,7 @@ tcRecordBinds tycon ty_args rbinds
                -- The caller of tcRecordBinds has already checked
                -- that all the fields come from the same type
 
-       tcExpr rhs field_ty                     `thenM` \ rhs' ->
+       tcCheckSigma rhs field_ty               `thenM` \ rhs' ->
 
        returnM (sel_id, rhs')
 
@@ -999,17 +1000,17 @@ checkMissingFields data_con rbinds
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{@tcMonoExprs@ typechecks a {\em list} of expressions}
+\subsection{@tcCheckRhos@ typechecks a {\em list} of expressions}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcMonoExprs :: [RenamedHsExpr] -> [TcType] -> TcM [TcExpr]
+tcCheckRhos :: [RenamedHsExpr] -> [TcType] -> TcM [TcExpr]
 
-tcMonoExprs [] [] = returnM []
-tcMonoExprs (expr:exprs) (ty:tys)
- = tcMonoExpr  expr  ty                `thenM` \ expr' ->
-   tcMonoExprs exprs tys       `thenM` \ exprs' ->
+tcCheckRhos [] [] = returnM []
+tcCheckRhos (expr:exprs) (ty:tys)
+ = tcCheckRho  expr  ty                `thenM` \ expr' ->
+   tcCheckRhos exprs tys       `thenM` \ exprs' ->
    returnM (expr':exprs')
 \end{code}
 
@@ -1023,16 +1024,17 @@ tcMonoExprs (expr:exprs) (ty:tys)
 Overloaded literals.
 
 \begin{code}
-tcLit :: HsLit -> TcType -> TcM TcExpr
+tcLit :: HsLit -> Expected TcRhoType -> TcM TcExpr
 tcLit (HsLitLit s _) res_ty
-  = tcLookupClass cCallableClassName                   `thenM` \ cCallableClass ->
+  = zapExpectedType res_ty                             `thenM` \ res_ty' ->
+    tcLookupClass cCallableClassName                   `thenM` \ cCallableClass ->
     newDicts (LitLitOrigin (unpackFS s))
-            [mkClassPred cCallableClass [res_ty]]      `thenM` \ dicts ->
+            [mkClassPred cCallableClass [res_ty']]     `thenM` \ dicts ->
     extendLIEs dicts                                   `thenM_`
-    returnM (HsLit (HsLitLit s res_ty))
+    returnM (HsLit (HsLitLit s res_ty'))
 
 tcLit lit res_ty 
-  = unifyTauTy res_ty (hsLitType lit)          `thenM_`
+  = zapExpectedTo res_ty (hsLitType lit)               `thenM_`
     returnM (HsLit lit)
 \end{code}
 
@@ -1048,12 +1050,6 @@ Boring and alphabetical:
 arithSeqCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In an arithmetic sequence:")) 4 (ppr expr)
 
-
-badStageErr id bind_lvl use_lvl
-  = ptext SLIT("Stage error:") <+> quotes (ppr id) <+> 
-       hsep   [ptext SLIT("is bound at stage") <+> ppr bind_lvl,
-               ptext SLIT("but used at stage") <+> ppr use_lvl]
-
 parrSeqCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In a parallel array sequence:")) 4 (ppr expr)
 
@@ -1087,9 +1083,6 @@ parrCtxt expr
 predCtxt expr
   = hang (ptext SLIT("In the predicate expression:")) 4 (ppr expr)
 
-illegalBracket level
-  = ptext SLIT("Illegal bracket at level") <+> ppr level
-
 appCtxt fun args
   = ptext SLIT("In the application") <+> quotes (ppr the_app)
   where
@@ -1121,7 +1114,6 @@ missingStrictFields con fields
     header = ptext SLIT("Constructor") <+> quotes (ppr con) <+> 
             ptext SLIT("does not have the required strict field(s)") 
          
-
 missingFields :: DataCon -> [FieldLabel] -> SDoc
 missingFields con fields
   = ptext SLIT("Fields of") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("not initialised:")