Add mkHsCoerce to avoid junk in typechecked code
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMatches.lhs
index 516c822..d62eacd 100644 (file)
@@ -4,43 +4,48 @@
 \section[TcMatches]{Typecheck some @Matches@}
 
 \begin{code}
-module TcMatches ( tcMatchesFun, tcMatchesCase, tcMatchLambda, 
-                  tcStmts, tcStmtsAndThen, tcGRHSs 
+module TcMatches ( tcMatchesFun, tcGRHSsPat, tcMatchesCase, tcMatchLambda,
+                  matchCtxt, TcMatchCtxt(..), 
+                  tcStmts, tcDoStmts, 
+                  tcDoStmt, tcMDoStmt, tcGuardStmt
        ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcMonoExpr )
-
-import HsSyn           ( HsBinds(..), Match(..), GRHSs(..), GRHS(..),
-                         MonoBinds(..), Stmt(..), HsMatchContext(..), HsDoContext(..),
-                         pprMatch, getMatchLoc, pprMatchContext, isDoExpr,
-                         mkMonoBind, nullMonoBinds, collectSigTysFromPats
-                       )
-import RnHsSyn         ( RenamedMatch, RenamedGRHSs, RenamedStmt, RenamedPat, RenamedMatchContext )
-import TcHsSyn         ( TcMatch, TcGRHSs, TcStmt, TcDictBinds, TypecheckedPat )
-
-import TcMonad
-import TcMonoType      ( tcAddScopedTyVars, tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
-import Inst            ( LIE, isEmptyLIE, plusLIE, emptyLIE, plusLIEs, lieToList )
-import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcExtendLocalValEnv2 )
-import TcPat           ( tcPat, tcMonoPatBndr )
-import TcMType         ( newTyVarTy, zonkTcType, zapToType )
-import TcType          ( TcType, TcTyVar, tyVarsOfType, tidyOpenTypes, tidyOpenType,
-                         mkFunTy, isOverloadedTy, liftedTypeKind, openTypeKind  )
-import TcBinds         ( tcBindsAndThen )
-import TcUnify         ( subFunTy, checkSigTyVarsWrt, tcSubExp, isIdCoercion, (<$>) )
-import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck, bindInstsOfLocalFuns )
+import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcSyntaxOp, tcInferRho, tcMonoExpr, tcPolyExpr )
+
+import HsSyn           ( HsExpr(..), LHsExpr, MatchGroup(..),
+                         Match(..), LMatch, GRHSs(..), GRHS(..), 
+                         Stmt(..), LStmt, HsMatchContext(..), HsStmtContext(..),
+                         pprMatch, isIrrefutableHsPat, mkHsCoerce,
+                         pprMatchContext, pprStmtContext, 
+                         noSyntaxExpr, matchGroupArity, pprMatches,
+                         ExprCoFn )
+
+import TcRnMonad
+import TcHsType                ( tcPatSig, UserTypeCtxt(..) )
+import Inst            ( newMethodFromName )
+import TcEnv           ( TcId, tcLookupLocalIds, tcLookupId, tcExtendIdEnv, 
+                         tcExtendTyVarEnv2 )
+import TcPat           ( PatCtxt(..), tcPats, tcPat )
+import TcMType         ( newFlexiTyVarTy, newFlexiTyVarTys ) 
+import TcType          ( TcType, TcRhoType, 
+                         BoxySigmaType, BoxyRhoType, 
+                         mkFunTys, mkFunTy, mkAppTy, mkTyConApp,
+                         liftedTypeKind )
+import TcBinds         ( tcLocalBinds )
+import TcUnify         ( boxySplitAppTy, boxySplitTyConApp, boxySplitListTy,
+                         subFunTys, tcSubExp, withBox )
+import TcSimplify      ( bindInstsOfLocalFuns )
 import Name            ( Name )
-import TysWiredIn      ( boolTy )
-import Id              ( idType )
-import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
-import BasicTypes      ( RecFlag(..) )
-import VarSet
-import Var             ( Id )
-import Bag
-import Util            ( isSingleton, lengthExceeds, notNull )
+import TysWiredIn      ( stringTy, boolTy, parrTyCon, listTyCon, mkListTy, mkPArrTy )
+import PrelNames       ( bindMName, returnMName, mfixName, thenMName, failMName )
+import Id              ( idType, mkLocalId )
+import TyCon           ( TyCon )
+import Util            ( isSingleton )
 import Outputable
+import SrcLoc          ( Located(..), getLoc )
+import ErrUtils                ( Message )
 
 import List            ( nub )
 \end{code}
@@ -57,72 +62,72 @@ is used in error messages.  It checks that all the equations have the
 same number of arguments before using @tcMatches@ to do the work.
 
 \begin{code}
-tcMatchesFun :: [(Name,Id)]    -- Bindings for the variables bound in this group
-            -> Name
-            -> TcType          -- Expected type
-            -> [RenamedMatch]
-            -> TcM ([TcMatch], LIE)
-
-tcMatchesFun xve fun_name expected_ty matches@(first_match:_)
-  =     -- Check that they all have the same no of arguments
-        -- Set the location to that of the first equation, so that
-        -- any inter-equation error messages get some vaguely
-        -- sensible location.  Note: we have to do this odd
-        -- ann-grabbing, because we don't always have annotations in
-        -- hand when we call tcMatchesFun...
-    tcAddSrcLoc (getMatchLoc first_match)       (
-           checkTc (sameNoOfArgs matches)
-                   (varyingArgsErr fun_name matches)
-    )                                           `thenTc_`
+tcMatchesFun :: Name
+            -> MatchGroup Name
+            -> BoxyRhoType             -- Expected type of function
+            -> TcM (ExprCoFn, MatchGroup TcId) -- Returns type of body
+
+tcMatchesFun fun_name matches exp_ty
+  = do {  -- Check that they all have the same no of arguments
+          -- Location is in the monad, set the caller so that 
+          -- any inter-equation error messages get some vaguely
+          -- sensible location.        Note: we have to do this odd
+          -- ann-grabbing, because we don't always have annotations in
+          -- hand when we call tcMatchesFun...
+         checkArgs fun_name matches
 
        -- ToDo: Don't use "expected" stuff if there ain't a type signature
        -- because inconsistency between branches
        -- may show up as something wrong with the (non-existent) type signature
 
-       -- No need to zonk expected_ty, because subFunTy does that on the fly
-    tcMatches xve (FunRhs fun_name) matches expected_ty
+               -- This is one of two places places we call subFunTys
+               -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
+               -- to make pat_tys and rhs_ty as "holes" too.
+       ; subFunTys doc n_pats exp_ty     $ \ pat_tys rhs_ty -> 
+         tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty matches
+       }
+  where
+    doc = ptext SLIT("The equation(s) for") <+> quotes (ppr fun_name)
+         <+> ptext SLIT("have") <+> speakNOf n_pats (ptext SLIT("argument"))
+    n_pats = matchGroupArity matches
+    match_ctxt = MC { mc_what = FunRhs fun_name, mc_body = tcPolyExpr }
 \end{code}
 
 @tcMatchesCase@ doesn't do the argument-count check because the
 parser guarantees that each equation has exactly one argument.
 
 \begin{code}
-tcMatchesCase :: [RenamedMatch]                -- The case alternatives
-             -> TcType                 -- Type of whole case expressions
-             -> TcM (TcType,           -- Inferred type of the scrutinee
-                       [TcMatch],      -- Translated alternatives
-                       LIE)
-
-tcMatchesCase matches expr_ty
-  = newTyVarTy openTypeKind                                    `thenNF_Tc` \ scrut_ty ->
-    tcMatches [] CaseAlt matches (mkFunTy scrut_ty expr_ty)    `thenTc` \ (matches', lie) ->
-    returnTc (scrut_ty, matches', lie)
-
-tcMatchLambda :: RenamedMatch -> TcType -> TcM (TcMatch, LIE)
-tcMatchLambda match res_ty = tcMatch [] LambdaExpr match res_ty
+tcMatchesCase :: TcMatchCtxt           -- Case context
+             -> TcRhoType              -- Type of scrutinee
+             -> MatchGroup Name        -- The case alternatives
+             -> BoxyRhoType            -- Type of whole case expressions
+             -> TcM (MatchGroup TcId)  -- Translated alternatives
+
+tcMatchesCase ctxt scrut_ty matches res_ty
+  = tcMatches ctxt [scrut_ty] res_ty matches
+
+tcMatchLambda :: MatchGroup Name -> BoxyRhoType -> TcM (ExprCoFn, MatchGroup TcId)
+tcMatchLambda match res_ty 
+  = subFunTys doc n_pats res_ty        $ \ pat_tys rhs_ty ->
+    tcMatches match_ctxt pat_tys rhs_ty match
+  where
+    n_pats = matchGroupArity match
+    doc = sep [ ptext SLIT("The lambda expression")
+                <+> quotes (pprSetDepth 1 $ pprMatches LambdaExpr match),
+                       -- The pprSetDepth makes the abstraction print briefly
+               ptext SLIT("has") <+> speakNOf n_pats (ptext SLIT("arguments"))]
+    match_ctxt = MC { mc_what = LambdaExpr,
+                     mc_body = tcPolyExpr }
 \end{code}
 
+@tcGRHSsPat@ typechecks @[GRHSs]@ that occur in a @PatMonoBind@.
 
 \begin{code}
-tcMatches :: [(Name,Id)]
-         -> RenamedMatchContext 
-         -> [RenamedMatch]
-         -> TcType
-         -> TcM ([TcMatch], LIE)
-
-tcMatches xve ctxt matches expected_ty
-  =    -- If there is more than one branch, and expected_ty is a 'hole',
-       -- all branches must be types, not type schemes, otherwise the
-       -- in which we check them would affect the result.
-    (if lengthExceeds matches 1 then
-       zapToType expected_ty
-     else
-       returnNF_Tc expected_ty)                        `thenNF_Tc` \ expected_ty' ->
-
-    mapAndUnzipTc (tc_match expected_ty') matches      `thenTc` \ (matches, lies) ->
-    returnTc (matches, plusLIEs lies)
+tcGRHSsPat :: GRHSs Name -> BoxyRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
+tcGRHSsPat grhss res_ty = tcGRHSs match_ctxt grhss res_ty
   where
-    tc_match expected_ty match = tcMatch xve ctxt match expected_ty
+    match_ctxt = MC { mc_what = PatBindRhs,
+                     mc_body = tcPolyExpr }
 \end{code}
 
 
@@ -133,178 +138,123 @@ tcMatches xve ctxt matches expected_ty
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcMatch :: [(Name,Id)]
-       -> RenamedMatchContext
-       -> RenamedMatch
-       -> TcType       -- Expected result-type of the Match.
-                       -- Early unification with this guy gives better error messages
-                       -- We regard the Match as having type 
-                       --      (ty1 -> ... -> tyn -> result_ty)
-                       -- where there are n patterns.
-       -> TcM (TcMatch, LIE)
-
-tcMatch xve1 ctxt match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss) expected_ty
-  = tcAddSrcLoc (getMatchLoc match)            $       -- At one stage I removed this;
-    tcAddErrCtxt (matchCtxt ctxt match)                $       -- I'm not sure why, so I put it back
-    tcMatchPats pats expected_ty tc_grhss      `thenTc` \ (pats', grhss', lie, ex_binds) ->
-    returnTc (Match pats' Nothing (glue_on Recursive ex_binds grhss'), lie)
-
+tcMatches :: TcMatchCtxt
+         -> [BoxySigmaType]            -- Expected pattern types
+         -> BoxyRhoType                -- Expected result-type of the Match.
+         -> MatchGroup Name
+         -> TcM (MatchGroup TcId)
+
+data TcMatchCtxt       -- c.f. TcStmtCtxt, also in this module
+  = MC { mc_what :: HsMatchContext Name,       -- What kind of thing this is
+        mc_body :: LHsExpr Name                -- Type checker for a body of an alternative
+                -> BoxyRhoType 
+                -> TcM (LHsExpr TcId) }        
+
+tcMatches ctxt pat_tys rhs_ty (MatchGroup matches _)
+  = do { matches' <- mapM (tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty) matches
+       ; return (MatchGroup matches' (mkFunTys pat_tys rhs_ty)) }
+
+-------------
+tcMatch :: TcMatchCtxt
+       -> [BoxySigmaType]      -- Expected pattern types
+       -> BoxyRhoType          -- Expected result-type of the Match.
+       -> LMatch Name
+       -> TcM (LMatch TcId)
+
+tcMatch ctxt pat_tys rhs_ty match 
+  = wrapLocM (tc_match ctxt pat_tys rhs_ty) match
   where
-    tc_grhss rhs_ty 
-       = tcExtendLocalValEnv2 xve1                     $
-
-               -- Deal with the result signature
-         case maybe_rhs_sig of
-           Nothing ->  tcGRHSs ctxt grhss rhs_ty
-
-           Just sig ->  tcAddScopedTyVars [sig]        $
-                               -- Bring into scope the type variables in the signature
-                        tcHsSigType ResSigCtxt sig     `thenTc` \ sig_ty ->
-                        tcGRHSs ctxt grhss sig_ty      `thenTc` \ (grhss', lie1) ->
-                        tcSubExp rhs_ty sig_ty         `thenTc` \ (co_fn, lie2)  ->
-                        returnTc (lift_grhss co_fn rhs_ty grhss', 
-                                  lie1 `plusLIE` lie2)
-
--- lift_grhss pushes the coercion down to the right hand sides,
--- because there is no convenient place to hang it otherwise.
-lift_grhss co_fn rhs_ty grhss 
-  | isIdCoercion co_fn = grhss
-lift_grhss co_fn rhs_ty (GRHSs grhss binds ty)
-  = GRHSs (map lift_grhs grhss) binds rhs_ty   -- Change the type, since we
+    tc_match ctxt pat_tys rhs_ty match@(Match pats maybe_rhs_sig grhss)
+      = addErrCtxt (matchCtxt (mc_what ctxt) match)    $       
+        do { (pats', grhss') <- tcPats LamPat pats pat_tys rhs_ty $
+                               tc_grhss ctxt maybe_rhs_sig grhss
+          ; returnM (Match pats' Nothing grhss') }
+
+    tc_grhss ctxt Nothing grhss rhs_ty 
+      = tcGRHSs ctxt grhss rhs_ty      -- No result signature
+
+    tc_grhss ctxt (Just res_sig) grhss rhs_ty 
+      = do { (inner_ty, sig_tvs) <- tcPatSig ResSigCtxt res_sig rhs_ty
+          ; tcExtendTyVarEnv2 sig_tvs $
+            tcGRHSs ctxt grhss inner_ty }
+
+-------------
+tcGRHSs :: TcMatchCtxt -> GRHSs Name -> BoxyRhoType -> TcM (GRHSs TcId)
+
+-- Notice that we pass in the full res_ty, so that we get
+-- good inference from simple things like
+--     f = \(x::forall a.a->a) -> <stuff>
+-- We used to force it to be a monotype when there was more than one guard
+-- but we don't need to do that any more
+
+tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds) res_ty
+  = do { (binds', grhss') <- tcLocalBinds binds $
+                             mappM (wrapLocM (tcGRHS ctxt res_ty)) grhss
+
+       ; returnM (GRHSs grhss' binds') }
+
+-------------
+tcGRHS :: TcMatchCtxt -> BoxyRhoType -> GRHS Name -> TcM (GRHS TcId)
+
+tcGRHS ctxt res_ty (GRHS guards rhs)
+  = do  { (guards', rhs') <- tcStmts stmt_ctxt tcGuardStmt guards res_ty $
+                            mc_body ctxt rhs
+       ; return (GRHS guards' rhs') }
   where
-    lift_grhs (GRHS stmts loc) = GRHS (map lift_stmt stmts) loc
-             
-    lift_stmt (ResultStmt e l) = ResultStmt (co_fn <$> e) l
-    lift_stmt stmt            = stmt
-   
--- glue_on just avoids stupid dross
-glue_on _ EmptyMonoBinds grhss = grhss         -- The common case
-glue_on is_rec mbinds (GRHSs grhss binds ty)
-  = GRHSs grhss (mkMonoBind mbinds [] is_rec `ThenBinds` binds) ty
-
-
-tcGRHSs :: RenamedMatchContext -> RenamedGRHSs
-       -> TcType
-       -> TcM (TcGRHSs, LIE)
-
-tcGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds _) expected_ty
-  = tcBindsAndThen glue_on binds (tc_grhss grhss)
-  where
-    tc_grhss grhss
-       = mapAndUnzipTc tc_grhs grhss       `thenTc` \ (grhss', lies) ->
-         returnTc (GRHSs grhss' EmptyBinds expected_ty, plusLIEs lies)
-
-    tc_grhs (GRHS guarded locn)
-       = tcAddSrcLoc locn                                      $
-         tcStmts ctxt (\ty -> ty, expected_ty) guarded         `thenTc` \ (guarded', lie) ->
-         returnTc (GRHS guarded' locn, lie)
+    stmt_ctxt  = PatGuard (mc_what ctxt)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{tcMatchPats}
+\subsection{@tcDoStmts@ typechecks a {\em list} of do statements}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-\begin{code}     
-tcMatchPats
-       :: [RenamedPat] -> TcType
-       -> (TcType -> TcM (a, LIE))
-       -> TcM ([TypecheckedPat], a, LIE, TcDictBinds)
--- Typecheck the patterns, extend the environment to bind the variables,
--- do the thing inside, use any existentially-bound dictionaries to 
--- discharge parts of the returning LIE, and deal with pattern type
--- signatures
-
-tcMatchPats pats expected_ty thing_inside
-  =    -- STEP 1: Bring pattern-signature type variables into scope
-    tcAddScopedTyVars (collectSigTysFromPats pats)     (
-
-       -- STEP 2: Typecheck the patterns themselves, gathering all the stuff
-       --         then do the thing inside
-        tc_match_pats pats expected_ty thing_inside
-
-    ) `thenTc` \ (pats', lie_req, ex_tvs, ex_ids, ex_lie, result) -> 
-
-       -- STEP 4: Check for existentially bound type variables
-       -- Do this *outside* the scope of the tcAddScopedTyVars, else checkSigTyVars
-       -- complains that 'a' is captured by the inscope 'a'!  (Test (d) in checkSigTyVars.)
-       --
-       -- I'm a bit concerned that lie_req1 from an 'inner' pattern in the list
-       -- might need (via lie_req2) something made available from an 'outer' 
-       -- pattern.  But it's inconvenient to deal with, and I can't find an example
-    tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req expected_ty     `thenTc` \ (lie_req', ex_binds) ->
-       -- NB: we *must* pass "expected_ty" not "result_ty" to tcCheckExistentialPat
-       -- For example, we must reject this program:
-       --      data C = forall a. C (a -> Int) 
-       --      f (C g) x = g x
-       -- Here, result_ty will be simply Int, but expected_ty is (a -> Int).
-
-    returnTc (pats', result, lie_req', ex_binds)
-
-tc_match_pats [] expected_ty thing_inside
-  = thing_inside expected_ty   `thenTc` \ (answer, lie) ->
-    returnTc ([], lie, emptyBag, [], emptyLIE, answer)
-
-tc_match_pats (pat:pats) expected_ty thing_inside
-  = subFunTy expected_ty               $ \ arg_ty rest_ty ->
-       -- This is the unique place we call subFunTy
-       -- The point is that if expected_y is a "hole", we want 
-       -- to make arg_ty and rest_ty as "holes" too.
-    tcPat tcMonoPatBndr pat arg_ty     `thenTc` \ (pat', lie_req, ex_tvs, pat_bndrs, ex_lie) ->
-    let
-       xve    = bagToList pat_bndrs
-       ex_ids = [id | (_, id) <- xve]
-               -- ex_ids is all the pattern-bound Ids, a superset
-               -- of the existential Ids used in checkExistentialPat
-    in
-    tcExtendLocalValEnv2 xve                   $
-    tc_match_pats pats rest_ty thing_inside    `thenTc` \ (pats', lie_reqs, exs_tvs, exs_ids, exs_lie, answer) ->
-    returnTc ( pat':pats',
-               lie_req `plusLIE` lie_reqs,
-               ex_tvs `unionBags` exs_tvs,
-               ex_ids ++ exs_ids,
-               ex_lie `plusLIE` exs_lie,
-               answer
-    )
-
-
-tcCheckExistentialPat :: Bag TcTyVar   -- Existentially quantified tyvars bound by pattern
-                     -> [TcId]         -- Ids bound by this pattern; used 
-                                       --   (a) by bindsInstsOfLocalFuns
-                                       --   (b) to generate helpful error messages
-                     -> LIE            --   and context
-                     -> LIE            -- Required context
-                     -> TcType         --   and type of the Match; vars in here must not escape
-                     -> TcM (LIE, TcDictBinds) -- LIE to float out and dict bindings
-tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req match_ty
-  | isEmptyBag ex_tvs && all not_overloaded ex_ids
-       -- Short cut for case when there are no existentials
-       -- and no polymorphic overloaded variables
-       --  e.g. f :: (forall a. Ord a => a -> a) -> Int -> Int
-       --       f op x = ....
-       --  Here we must discharge op Methods
-  = ASSERT( isEmptyLIE ex_lie )
-    returnTc (lie_req, EmptyMonoBinds)
-
-  | otherwise
-  = tcAddErrCtxtM (sigPatCtxt tv_list ex_ids match_ty)         $
-
-       -- In case there are any polymorpic, overloaded binders in the pattern
-       -- (which can happen in the case of rank-2 type signatures, or data constructors
-       -- with polymorphic arguments), we must do a bindInstsOfLocalFns here
-    bindInstsOfLocalFuns lie_req ex_ids                                `thenTc` \ (lie1, inst_binds) ->
-
-       -- Deal with overloaded functions bound by the pattern
-    tcSimplifyCheck doc tv_list (lieToList ex_lie) lie1        `thenTc` \ (lie2, dict_binds) ->
-    checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfType match_ty) tv_list  `thenTc_` 
-
-    returnTc (lie2, dict_binds `AndMonoBinds` inst_binds)
-  where
-    doc     = text ("existential context of a data constructor")
-    tv_list = bagToList ex_tvs
-    not_overloaded id = not (isOverloadedTy (idType id))
+\begin{code}
+tcDoStmts :: HsStmtContext Name 
+         -> [LStmt Name]
+         -> LHsExpr Name
+         -> BoxyRhoType
+         -> TcM (HsExpr TcId)          -- Returns a HsDo
+tcDoStmts ListComp stmts body res_ty
+  = do { elt_ty <- boxySplitListTy res_ty
+       ; (stmts', body') <- tcStmts ListComp (tcLcStmt listTyCon) stmts elt_ty $
+                            tcBody (doBodyCtxt ListComp body) body
+       ; return (HsDo ListComp stmts' body' (mkListTy elt_ty)) }
+
+tcDoStmts PArrComp stmts body res_ty
+  = do { [elt_ty] <- boxySplitTyConApp parrTyCon res_ty
+       ; (stmts', body') <- tcStmts PArrComp (tcLcStmt parrTyCon) stmts elt_ty $
+                            tcBody (doBodyCtxt PArrComp body) body
+       ; return (HsDo PArrComp stmts' body' (mkPArrTy elt_ty)) }
+
+tcDoStmts DoExpr stmts body res_ty
+  = do { (m_ty, elt_ty) <- boxySplitAppTy res_ty
+       ; let res_ty' = mkAppTy m_ty elt_ty     -- The boxySplit consumes res_ty
+       ; (stmts', body') <- tcStmts DoExpr (tcDoStmt m_ty) stmts res_ty' $
+                            tcBody (doBodyCtxt DoExpr body) body
+       ; return (HsDo DoExpr stmts' body' res_ty') }
+
+tcDoStmts ctxt@(MDoExpr _) stmts body res_ty
+  = do { (m_ty, elt_ty) <- boxySplitAppTy res_ty
+       ; let res_ty' = mkAppTy m_ty elt_ty     -- The boxySplit consumes res_ty
+             tc_rhs rhs = withBox liftedTypeKind $ \ pat_ty ->
+                          tcMonoExpr rhs (mkAppTy m_ty pat_ty)
+
+       ; (stmts', body') <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty' $
+                            tcBody (doBodyCtxt ctxt body) body
+
+       ; let names = [mfixName, bindMName, thenMName, returnMName, failMName]
+       ; insts <- mapM (newMethodFromName DoOrigin m_ty) names
+       ; return (HsDo (MDoExpr (names `zip` insts)) stmts' body' res_ty') }
+
+tcDoStmts ctxt stmts body res_ty = pprPanic "tcDoStmts" (pprStmtContext ctxt)
+
+tcBody :: Message -> LHsExpr Name -> BoxyRhoType -> TcM (LHsExpr TcId)
+tcBody ctxt body res_ty
+  = -- addErrCtxt ctxt $       -- This context adds little that is useful
+    tcPolyExpr body res_ty
 \end{code}
 
 
@@ -314,128 +264,218 @@ tcCheckExistentialPat ex_tvs ex_ids ex_lie lie_req match_ty
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Typechecking statements is rendered a bit tricky by parallel list comprehensions:
-
-       [ (g x, h x) | ... ; let g v = ...
-                    | ... ; let h v = ... ]
-
-It's possible that g,h are overloaded, so we need to feed the LIE from the
-(g x, h x) up through both lots of bindings (so we get the bindInstsOfLocalFuns).
-Similarly if we had an existential pattern match:
-
-       data T = forall a. Show a => C a
-
-       [ (show x, show y) | ... ; C x <- ...
-                          | ... ; C y <- ... ]
-
-Then we need the LIE from (show x, show y) to be simplified against
-the bindings for x and y.  
-
-It's difficult to do this in parallel, so we rely on the renamer to 
-ensure that g,h and x,y don't duplicate, and simply grow the environment.
-So the binders of the first parallel group will be in scope in the second
-group.  But that's fine; there's no shadowing to worry about.
-
 \begin{code}
-tcStmts do_or_lc m_ty stmts
-  = ASSERT( notNull stmts )
-    tcStmtsAndThen (:) do_or_lc m_ty stmts (returnTc ([], emptyLIE))
-
-tcStmtsAndThen
-       :: (TcStmt -> thing -> thing)   -- Combiner
-       -> RenamedMatchContext
-        -> (TcType -> TcType, TcType)  -- m, the relationship type of pat and rhs in pat <- rhs
-                                       -- elt_ty, where type of the comprehension is (m elt_ty)
-        -> [RenamedStmt]
-       -> TcM (thing, LIE)
-        -> TcM (thing, LIE)
-
-       -- Base case
-tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty [] do_next
-  = do_next
-
-tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty (stmt:stmts) do_next
-  = tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty stmt
-       (tcStmtsAndThen combine do_or_lc m_ty stmts do_next)
-
-       -- LetStmt
-tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty (LetStmt binds) thing_inside
-  = tcBindsAndThen             -- No error context, but a binding group is
-       (glue_binds combine)    -- rather a large thing for an error context anyway
-       binds
-       thing_inside
-
-tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m,elt_ty) stmt@(BindStmt pat exp src_loc) thing_inside
-  = tcAddSrcLoc src_loc                                        $
-    tcAddErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt)              $
-    newTyVarTy liftedTypeKind                          `thenNF_Tc` \ pat_ty ->
-    tcMonoExpr exp (m pat_ty)                          `thenTc` \ (exp', exp_lie) ->
-    tcMatchPats [pat] (mkFunTy pat_ty (m elt_ty))      (\ _ ->
-       tcPopErrCtxt thing_inside
-    )                                                  `thenTc` \ ([pat'], thing, lie, dict_binds) ->
-    returnTc (combine (BindStmt pat' exp' src_loc)
-                     (glue_binds combine Recursive dict_binds thing),
-             lie `plusLIE` exp_lie)
-
-
-       -- ParStmt
-tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty (ParStmtOut bndr_stmts_s) thing_inside
-  = loop bndr_stmts_s          `thenTc` \ ((pairs', thing), lie) ->
-    returnTc (combine (ParStmtOut pairs') thing, lie)
+type TcStmtChecker
+  = forall thing.  HsStmtContext Name
+                  -> Stmt Name
+                  -> BoxyRhoType                       -- Result type for comprehension
+                  -> (BoxyRhoType -> TcM thing)        -- Checker for what follows the stmt
+                  -> TcM (Stmt TcId, thing)
+
+  -- The incoming BoxyRhoType may be refined by type refinements
+  -- before being passed to the thing_inside
+
+tcStmts :: HsStmtContext Name
+       -> TcStmtChecker        -- NB: higher-rank type
+        -> [LStmt Name]
+       -> BoxyRhoType
+       -> (BoxyRhoType -> TcM thing)
+        -> TcM ([LStmt TcId], thing)
+
+-- Note the higher-rank type.  stmt_chk is applied at different
+-- types in the equations for tcStmts
+
+tcStmts ctxt stmt_chk [] res_ty thing_inside
+  = do { thing <- thing_inside res_ty
+       ; return ([], thing) }
+
+-- LetStmts are handled uniformly, regardless of context
+tcStmts ctxt stmt_chk (L loc (LetStmt binds) : stmts) res_ty thing_inside
+  = do { (binds', (stmts',thing)) <- tcLocalBinds binds $
+                                     tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty thing_inside
+       ; return (L loc (LetStmt binds') : stmts', thing) }
+
+-- For the vanilla case, handle the location-setting part
+tcStmts ctxt stmt_chk (L loc stmt : stmts) res_ty thing_inside
+  = do         { (stmt', (stmts', thing)) <- 
+               setSrcSpan loc                          $
+               addErrCtxt (stmtCtxt ctxt stmt)         $
+               stmt_chk ctxt stmt res_ty               $ \ res_ty' ->
+               popErrCtxt                              $
+               tcStmts ctxt stmt_chk stmts res_ty'     $
+               thing_inside
+       ; return (L loc stmt' : stmts', thing) }
+
+--------------------------------
+--     Pattern guards
+tcGuardStmt :: TcStmtChecker
+tcGuardStmt ctxt (ExprStmt guard _ _) res_ty thing_inside
+  = do { guard' <- tcMonoExpr guard boolTy
+       ; thing  <- thing_inside res_ty
+       ; return (ExprStmt guard' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+
+tcGuardStmt ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
+  = do { (rhs', rhs_ty) <- tcInferRho rhs
+       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat rhs_ty res_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcGuardStmt ctxt stmt res_ty thing_inside
+  = pprPanic "tcGuardStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+
+--------------------------------
+--     List comprehensions and PArrays
+
+tcLcStmt :: TyCon      -- The list/Parray type constructor ([] or PArray)
+        -> TcStmtChecker
+
+-- A generator, pat <- rhs
+tcLcStmt m_tc ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside 
+ = do  { (rhs', pat_ty) <- withBox liftedTypeKind $ \ ty ->
+                           tcMonoExpr rhs (mkTyConApp m_tc [ty])
+       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+-- A boolean guard
+tcLcStmt m_tc ctxt (ExprStmt rhs _ _) res_ty thing_inside
+  = do { rhs'  <- tcMonoExpr rhs boolTy
+       ; thing <- thing_inside res_ty
+       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr boolTy, thing) }
+
+-- A parallel set of comprehensions
+--     [ (g x, h x) | ... ; let g v = ...
+--                  | ... ; let h v = ... ]
+--
+-- It's possible that g,h are overloaded, so we need to feed the LIE from the
+-- (g x, h x) up through both lots of bindings (so we get the bindInstsOfLocalFuns).
+-- Similarly if we had an existential pattern match:
+--
+--     data T = forall a. Show a => C a
+--
+--     [ (show x, show y) | ... ; C x <- ...
+--                        | ... ; C y <- ... ]
+--
+-- Then we need the LIE from (show x, show y) to be simplified against
+-- the bindings for x and y.  
+-- 
+-- It's difficult to do this in parallel, so we rely on the renamer to 
+-- ensure that g,h and x,y don't duplicate, and simply grow the environment.
+-- So the binders of the first parallel group will be in scope in the second
+-- group.  But that's fine; there's no shadowing to worry about.
+
+tcLcStmt m_tc ctxt (ParStmt bndr_stmts_s) elt_ty thing_inside
+  = do { (pairs', thing) <- loop bndr_stmts_s
+       ; return (ParStmt pairs', thing) }
   where
-    loop []
-      = thing_inside                           `thenTc` \ (thing, stmts_lie) ->
-       returnTc (([], thing), stmts_lie)
-
-    loop ((bndrs,stmts) : pairs)
-      = tcStmtsAndThen 
-               combine_par (DoCtxt ListComp) m_ty stmts
-                       -- Notice we pass on m_ty; the result type is used only
-                       -- to get escaping type variables for checkExistentialPat
-               (tcLookupLocalIds bndrs `thenNF_Tc` \ bndrs' ->
-                loop pairs             `thenTc` \ ((pairs', thing), lie) ->
-                returnTc (([], (bndrs', pairs', thing)), lie)) `thenTc` \ ((stmts', (bndrs', pairs', thing)), lie) ->
-
-       returnTc ( ((bndrs',stmts') : pairs', thing), lie)
-
-    combine_par stmt (stmts, thing) = (stmt:stmts, thing)
-
-       -- ExprStmt
-tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m, res_elt_ty) stmt@(ExprStmt exp _ locn) thing_inside
-  = tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       if isDoExpr do_or_lc then
-               newTyVarTy openTypeKind         `thenNF_Tc` \ any_ty ->
-               tcMonoExpr exp (m any_ty)       `thenNF_Tc` \ (exp', lie) ->
-               returnTc (ExprStmt exp' any_ty locn, lie)
-       else
-               tcMonoExpr exp boolTy           `thenNF_Tc` \ (exp', lie) ->
-               returnTc (ExprStmt exp' boolTy locn, lie)
-    )                                          `thenTc` \ (stmt', stmt_lie) ->
-
-    thing_inside                               `thenTc` \ (thing, stmts_lie) ->
-
-    returnTc (combine stmt' thing, stmt_lie `plusLIE` stmts_lie)
-
-
-       -- Result statements
-tcStmtAndThen combine do_or_lc m_ty@(m, res_elt_ty) stmt@(ResultStmt exp locn) thing_inside
-  = tcSetErrCtxt (stmtCtxt do_or_lc stmt) (
-       if isDoExpr do_or_lc then
-               tcMonoExpr exp (m res_elt_ty)
-       else
-               tcMonoExpr exp res_elt_ty
-    )                                          `thenTc` \ (exp', stmt_lie) ->
-
-    thing_inside                               `thenTc` \ (thing, stmts_lie) ->
-
-    returnTc (combine (ResultStmt exp' locn) thing,
-             stmt_lie `plusLIE` stmts_lie)
-
-
-------------------------------
-glue_binds combine is_rec binds thing 
-  | nullMonoBinds binds = thing
-  | otherwise          = combine (LetStmt (mkMonoBind binds [] is_rec)) thing
+    -- loop :: [([LStmt Name], [Name])] -> TcM ([([LStmt TcId], [TcId])], thing)
+    loop [] = do { thing <- thing_inside elt_ty        -- No refinement from pattern 
+                ; return ([], thing) }         -- matching in the branches
+
+    loop ((stmts, names) : pairs)
+      = do { (stmts', (ids, pairs', thing))
+               <- tcStmts ctxt (tcLcStmt m_tc) stmts elt_ty $ \ elt_ty' ->
+                  do { ids <- tcLookupLocalIds names
+                     ; (pairs', thing) <- loop pairs
+                     ; return (ids, pairs', thing) }
+          ; return ( (stmts', ids) : pairs', thing ) }
+
+tcLcStmt m_tc ctxt stmt elt_ty thing_inside
+  = pprPanic "tcLcStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+--------------------------------
+--     Do-notation
+-- The main excitement here is dealing with rebindable syntax
+
+tcDoStmt :: TcType             -- Monad type,  m
+        -> TcStmtChecker
+
+tcDoStmt m_ty ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
+  = do { (rhs', pat_ty) <- withBox liftedTypeKind $ \ pat_ty -> 
+                           tcMonoExpr rhs (mkAppTy m_ty pat_ty)
+               -- We should use type *inference* for the RHS computations, becuase of GADTs. 
+               --      do { pat <- rhs; <rest> }
+               -- is rather like
+               --      case rhs of { pat -> <rest> }
+               -- We do inference on rhs, so that information about its type can be refined
+               -- when type-checking the pattern. 
+
+       ; (pat', thing) <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+
+       -- Deal with rebindable syntax; (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b
+       ; let bind_ty = mkFunTys [mkAppTy m_ty pat_ty, 
+                                 mkFunTy pat_ty res_ty] res_ty
+       ; bind_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin bind_op bind_ty
+               -- If (but only if) the pattern can fail, 
+               -- typecheck the 'fail' operator
+       ; fail_op' <- if isIrrefutableHsPat pat' 
+                     then return noSyntaxExpr
+                     else tcSyntaxOp DoOrigin fail_op (mkFunTy stringTy res_ty)
+       ; return (BindStmt pat' rhs' bind_op' fail_op', thing) }
+
+
+tcDoStmt m_ty ctxt (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
+  = do {       -- Deal with rebindable syntax; (>>) :: m a -> m b -> m b
+         a_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+       ; let rhs_ty  = mkAppTy m_ty a_ty
+             then_ty = mkFunTys [rhs_ty, res_ty] res_ty
+       ; then_op' <- tcSyntaxOp DoOrigin then_op then_ty
+       ; rhs' <- tcPolyExpr rhs rhs_ty
+       ; thing <- thing_inside res_ty
+       ; return (ExprStmt rhs' then_op' rhs_ty, thing) }
+
+tcDoStmt m_ty ctxt stmt res_ty thing_inside
+  = pprPanic "tcDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+--------------------------------
+--     Mdo-notation
+-- The distinctive features here are
+--     (a) RecStmts, and
+--     (b) no rebindable syntax
+
+tcMDoStmt :: (LHsExpr Name -> TcM (LHsExpr TcId, TcType))      -- RHS inference
+         -> TcStmtChecker
+tcMDoStmt tc_rhs ctxt (BindStmt pat rhs bind_op fail_op) res_ty thing_inside
+  = do { (rhs', pat_ty) <- tc_rhs rhs
+       ; (pat', thing)  <- tcPat LamPat pat pat_ty res_ty thing_inside
+       ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcMDoStmt tc_rhs ctxt (ExprStmt rhs then_op _) res_ty thing_inside
+  = do { (rhs', elt_ty) <- tc_rhs rhs
+       ; thing          <- thing_inside res_ty
+       ; return (ExprStmt rhs' noSyntaxExpr elt_ty, thing) }
+
+tcMDoStmt tc_rhs ctxt (RecStmt stmts laterNames recNames _ _) res_ty thing_inside
+  = do { rec_tys <- newFlexiTyVarTys (length recNames) liftedTypeKind
+       ; let rec_ids = zipWith mkLocalId recNames rec_tys
+       ; tcExtendIdEnv rec_ids                 $ do
+       { (stmts', (later_ids, rec_rets))
+               <- tcStmts ctxt (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty $ \ res_ty' -> 
+                       -- ToDo: res_ty not really right
+                  do { rec_rets <- zipWithM tc_ret recNames rec_tys
+                     ; later_ids <- tcLookupLocalIds laterNames
+                     ; return (later_ids, rec_rets) }
+
+       ; (thing,lie) <- tcExtendIdEnv later_ids (getLIE (thing_inside res_ty))
+               -- NB:  The rec_ids for the recursive things 
+               --      already scope over this part. This binding may shadow
+               --      some of them with polymorphic things with the same Name
+               --      (see note [RecStmt] in HsExpr)
+       ; lie_binds <- bindInstsOfLocalFuns lie later_ids
+  
+       ; return (RecStmt stmts' later_ids rec_ids rec_rets lie_binds, thing)
+       }}
+  where 
+    -- Unify the types of the "final" Ids with those of "knot-tied" Ids
+    tc_ret rec_name mono_ty
+       = do { poly_id <- tcLookupId rec_name
+               -- poly_id may have a polymorphic type
+               -- but mono_ty is just a monomorphic type variable
+            ; co_fn <- tcSubExp (idType poly_id) mono_ty
+            ; return (mkHsCoerce co_fn (HsVar poly_id)) }
+
+tcMDoStmt tc_rhs ctxt stmt res_ty thing_inside
+  = pprPanic "tcMDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
 \end{code}
 
 
@@ -449,34 +489,30 @@ glue_binds combine is_rec binds thing
 number of args are used in each equation.
 
 \begin{code}
-sameNoOfArgs :: [RenamedMatch] -> Bool
-sameNoOfArgs matches = isSingleton (nub (map args_in_match matches))
+checkArgs :: Name -> MatchGroup Name -> TcM ()
+checkArgs fun (MatchGroup (match1:matches) _)
+    | null bad_matches = return ()
+    | otherwise
+    = failWithTc (vcat [ptext SLIT("Equations for") <+> quotes (ppr fun) <+> 
+                         ptext SLIT("have different numbers of arguments"),
+                       nest 2 (ppr (getLoc match1)),
+                       nest 2 (ppr (getLoc (head bad_matches)))])
   where
-    args_in_match :: RenamedMatch -> Int
-    args_in_match (Match pats _ _) = length pats
+    n_args1 = args_in_match match1
+    bad_matches = [m | m <- matches, args_in_match m /= n_args1]
+
+    args_in_match :: LMatch Name -> Int
+    args_in_match (L _ (Match pats _ _)) = length pats
 \end{code}
 
 \begin{code}
-varyingArgsErr name matches
-  = sep [ptext SLIT("Varying number of arguments for function"), quotes (ppr name)]
-
-matchCtxt ctxt  match  = hang (pprMatchContext ctxt     <> colon) 4 (pprMatch ctxt match)
-stmtCtxt do_or_lc stmt = hang (pprMatchContext do_or_lc <> colon) 4 (ppr stmt)
-
-sigPatCtxt bound_tvs bound_ids match_ty tidy_env 
-  = zonkTcType match_ty                `thenNF_Tc` \ match_ty' ->
-    let
-       (env1, tidy_tys) = tidyOpenTypes tidy_env (map idType show_ids)
-       (env2, tidy_mty) = tidyOpenType  env1     match_ty'
-    in
-    returnNF_Tc (env1,
-                sep [ptext SLIT("When checking an existential match that binds"),
-                     nest 4 (vcat (zipWith ppr_id show_ids tidy_tys)),
-                     ptext SLIT("and whose type is") <+> ppr tidy_mty])
-  where
-    show_ids = filter is_interesting bound_ids
-    is_interesting id = any (`elemVarSet` idFreeTyVars id) bound_tvs
+matchCtxt ctxt match  = hang (ptext SLIT("In") <+> pprMatchContext ctxt <> colon) 
+                          4 (pprMatch ctxt match)
+
+doBodyCtxt :: HsStmtContext Name -> LHsExpr Name -> SDoc
+doBodyCtxt ctxt body = hang (ptext SLIT("In the result of") <+> pprStmtContext ctxt <> colon) 
+                         4 (ppr body)
 
-    ppr_id id ty     = ppr id <+> dcolon <+> ppr ty
-       -- Don't zonk the types so we get the separate, un-unified versions
+stmtCtxt ctxt stmt = hang (ptext SLIT("In") <+> pprStmtContext ctxt <> colon)
+                       4 (ppr stmt)
 \end{code}