[project @ 1998-12-02 13:17:09 by simonm]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcSimplify.lhs
index eddc3d3..1bf752c 100644 (file)
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[TcSimplify]{TcSimplify}
 
-\begin{code}
-#include "HsVersions.h"
+Notes:
 
-module TcSimplify (
-       tcSimplify, tcSimplifyAndCheck,
-       tcSimplifyTop, tcSimplifyThetas, tcSimplifyCheckThetas, tcSimplifyRank2,
-       bindInstsOfLocalFuns
-    ) where
+Inference (local definitions)
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+If the inst constrains a local type variable, then
+  [ReduceMe] if it's a literal or method inst, reduce it
 
-IMP_Ubiq()
+  [DontReduce] otherwise see whether the inst is just a constant
+    if succeed, use it
+    if not, add original to context
+  This check gets rid of constant dictionaries without
+  losing sharing.
 
-import HsSyn           ( MonoBinds(..), HsExpr(..), InPat, OutPat, HsLit, 
-                         Match, HsBinds, HsType, ArithSeqInfo, Fixity,
-                         GRHSsAndBinds, Stmt, DoOrListComp, Fake )
-import HsBinds         ( andMonoBinds )
-import TcHsSyn         ( TcIdOcc(..), SYN_IE(TcIdBndr), SYN_IE(TcExpr), 
-                         SYN_IE(TcMonoBinds), SYN_IE(TcDictBinds) )
+If the inst does not constrain a local type variable then
+  [Free] then throw it out as free.
 
-import TcMonad
-import Inst            ( lookupInst, lookupSimpleInst,
-                         tyVarsOfInst, isTyVarDict, isDict,
-                         matchesInst, instToId, instBindingRequired,
-                         instCanBeGeneralised, newDictsAtLoc,
-                         pprInst,
-                         Inst(..), SYN_IE(LIE), zonkLIE, emptyLIE,
-                         plusLIE, unitLIE, consLIE, InstOrigin(..),
-                         OverloadedLit )
-import TcEnv           ( tcGetGlobalTyVars )
-import SpecEnv         ( SpecEnv )
-import TcType          ( SYN_IE(TcType), SYN_IE(TcTyVar), SYN_IE(TcTyVarSet), TcMaybe, tcInstType )
-import Unify           ( unifyTauTy )
-
-import Bag             ( Bag, unitBag, listToBag, foldBag, filterBag, emptyBag, bagToList, 
-                         snocBag, consBag, unionBags, isEmptyBag )
-import Class           ( GenClass, SYN_IE(Class), SYN_IE(ClassInstEnv),
-                         isSuperClassOf, classSuperDictSelId, classInstEnv
-                       )
-import Id              ( GenId )
-import PrelInfo                ( isNumericClass, isStandardClass, isCcallishClass )
-
-import Maybes          ( expectJust, firstJust, catMaybes, seqMaybe, maybeToBool )
-import Outputable      ( PprStyle, Outputable(..){-instance * []-} )
-import PprType         ( GenType, GenTyVar )
-import Pretty
-import SrcLoc          ( noSrcLoc )
-import Type            ( GenType, SYN_IE(Type), SYN_IE(TauType), mkTyVarTy, getTyVar, eqSimpleTy,
-                         getTyVar_maybe )
-import TysWiredIn      ( intTy, unitTy )
-import TyVar           ( GenTyVar, SYN_IE(GenTyVarSet), 
-                         elementOfTyVarSet, emptyTyVarSet, unionTyVarSets,
-                         isEmptyTyVarSet, tyVarSetToList )
-import Unique          ( Unique )
-import Util
-\end{code}
+Inference (top level definitions)
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+If the inst does not constrain a local type variable, then
+  [FreeIfTautological] try for tautology; 
+      if so, throw it out as free
+        (discarding result of tautology check)
+      if not, make original inst part of the context 
+        (eliminating superclasses as usual)
 
+If the inst constrains a local type variable, then
+   as for inference (local defns)
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[tcSimplify-main]{Main entry function}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
 
-* May modify the substitution to bind ambiguous type variables.
+Checking (local defns)
+~~~~~~~~
+If the inst constrains a local type variable then 
+  [ReduceMe] reduce (signal error on failure)
 
-Specification
-~~~~~~~~~~~~~
-(1) If an inst constrains only ``global'' type variables, (or none),
-    return it as a ``global'' inst.
+If the inst does not constrain a local type variable then
+  [Free] throw it out as free.
 
-OTHERWISE
+Checking (top level)
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+If the inst constrains a local type variable then
+   as for checking (local defns)
 
-(2) Simplify it repeatedly (checking for (1) of course) until it is a dict
-    constraining only a type variable.
+If the inst does not constrain a local type variable then
+   as for checking (local defns)
 
-(3) If it constrains a ``local'' type variable, return it as a ``local'' inst.
-    Otherwise it must be ambiguous, so try to resolve the ambiguity.
 
 
-\begin{code}
-tcSimpl :: Bool                                -- True <=> simplify const insts
-       -> TcTyVarSet s                 -- ``Global'' type variables
-       -> TcTyVarSet s                 -- ``Local''  type variables
-                                       -- ASSERT: both these tyvar sets are already zonked
-       -> LIE s                        -- Given; these constrain only local tyvars
-       -> LIE s                        -- Wanted
-       -> TcM s (LIE s,                        -- Free
-                 TcMonoBinds s,                -- Bindings
-                 LIE s)                        -- Remaining wanteds; no dups
+Checking once per module
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+For dicts of the form (C a), where C is a std class
+  and "a" is a type variable,
+  [DontReduce] add to context
 
-tcSimpl squash_consts global_tvs local_tvs givens wanteds
-  =    -- ASSSERT: global_tvs and local_tvs are already zonked
-       -- Make sure the insts fixed points of the substitution
-    zonkLIE givens                     `thenNF_Tc` \ givens ->
-    zonkLIE wanteds                    `thenNF_Tc` \ wanteds ->
+otherwise [ReduceMe] always reduce
 
-       -- Deal with duplicates and type constructors
-    elimTyCons
-        squash_consts (\tv -> tv `elementOfTyVarSet` global_tvs)
-        givens wanteds         `thenTc` \ (globals, tycon_binds, locals_and_ambigs) ->
+[NB: we may generate one Tree [Int] dict per module, so 
+     sharing is not complete.]
 
-       -- Now disambiguate if necessary
-    let
-       ambigs = filterBag is_ambiguous locals_and_ambigs
-    in
-    if not (isEmptyBag ambigs) then
-       -- Some ambiguous dictionaries.  We now disambiguate them,
-       -- which binds the offending type variables to suitable types in the
-       -- substitution, and then we retry the whole process.  This
-       -- time there won't be any ambiguous ones.
-       -- There's no need to back-substitute on global and local tvs,
-       -- because the ambiguous type variables can't be in either.
+Sort out ambiguity at the end.
 
-       -- Why do we retry the whole process?  Because binding a type variable
-       -- to a particular type might enable a short-cut simplification which
-       -- elimTyCons will have missed the first time.
+Principal types
+~~~~~~~~~~~~~~~
+class C a where
+  op :: a -> a
 
-       disambiguateDicts ambigs                `thenTc_`
-       tcSimpl squash_consts global_tvs local_tvs givens wanteds
+f x = let g y = op (y::Int) in True
 
-    else
-       -- No ambiguous dictionaries.  Just bash on with the results
-       -- of the elimTyCons
+Here the principal type of f is (forall a. a->a)
+but we'll produce the non-principal type
+    f :: forall a. C Int => a -> a
 
-       -- Check for non-generalisable insts
-    let
-       locals          = locals_and_ambigs     -- ambigs is empty
-       cant_generalise = filterBag (not . instCanBeGeneralised) locals
-    in
-    checkTc (isEmptyBag cant_generalise)
-           (genCantGenErr cant_generalise)     `thenTc_`
 
+Ambiguity
+~~~~~~~~~
+Consider this:
 
-       -- Deal with superclass relationships
-    elimSCs givens locals              `thenNF_Tc` \ (sc_binds, locals2) ->
+       instance C (T a) Int  where ...
+       instance C (T a) Bool where ...
 
-        -- Finished
-    returnTc (globals, sc_binds `AndMonoBinds` tycon_binds, locals2)
-  where
-    is_ambiguous (Dict _ _ ty _ _)
-       = not (getTyVar "is_ambiguous" ty `elementOfTyVarSet` local_tvs)
+and suppose we infer a context
+
+           C (T x) y
+
+from some expression, where x and y are type varibles,
+and x is ambiguous, and y is being quantified over.
+Should we complain, or should we generate the type
+
+       forall x y. C (T x) y => <type not involving x>
+
+The idea is that at the call of the function we might
+know that y is Int (say), so the "x" isn't really ambiguous.
+Notice that we have to add "x" to the type variables over
+which we generalise.
+
+Something similar can happen even if C constrains only ambiguous
+variables.  Suppose we infer the context 
+
+       C [x]
+
+where x is ambiguous.  Then we could infer the type
+
+       forall x. C [x] => <type not involving x>
+
+in the hope that at the call site there was an instance
+decl such as
+
+       instance Num a => C [a] where ...
+
+and hence the default mechanism would resolve the "a".
+
+
+\begin{code}
+module TcSimplify (
+       tcSimplify, tcSimplifyAndCheck,
+       tcSimplifyTop, tcSimplifyThetas, tcSimplifyCheckThetas,
+       bindInstsOfLocalFuns
+    ) where
+
+#include "HsVersions.h"
+
+import CmdLineOpts     ( opt_MaxContextReductionDepth )
+import HsSyn           ( MonoBinds(..), HsExpr(..), andMonoBinds, andMonoBindList )
+import TcHsSyn         ( TcExpr, TcIdOcc(..), TcIdBndr, 
+                         TcMonoBinds, TcDictBinds
+                       )
+
+import TcMonad
+import Inst            ( lookupInst, lookupSimpleInst, LookupInstResult(..),
+                         tyVarsOfInst, 
+                         isDict, isStdClassTyVarDict, isMethodFor,
+                         instToId, instBindingRequired, instCanBeGeneralised,
+                         newDictFromOld,
+                         instLoc, getDictClassTys,
+                         pprInst, zonkInst, tidyInst, tidyInsts,
+                         Inst, LIE, pprInsts, pprInstsInFull, mkLIE, emptyLIE, 
+                         plusLIE, pprOrigin
+                       )
+import TcEnv           ( TcIdOcc(..), tcGetGlobalTyVars )
+import TcType          ( TcType, TcTyVarSet, typeToTcType )
+import TcUnify         ( unifyTauTy )
+import Id              ( idType )
+import VarSet          ( mkVarSet )
+
+import Bag             ( bagToList )
+import Class           ( Class, ClassInstEnv, classBigSig, classInstEnv )
+import PrelInfo                ( isNumericClass, isCreturnableClass )
+
+import Type            ( Type, ThetaType, TauType, mkTyVarTy, getTyVar,
+                         isTyVarTy, substFlexiTheta, splitSigmaTy,
+                         tyVarsOfTypes
+                       )
+import PprType         ( pprConstraint )
+import TysWiredIn      ( unitTy )
+import VarSet
+import VarEnv          ( zipVarEnv )
+import FiniteMap
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..) )
+import CmdLineOpts     ( opt_GlasgowExts )
+import Outputable
+import Util
+import List            ( partition )
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[tcSimplify-main]{Main entry function}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 The main wrapper is @tcSimplify@.  It just calls @tcSimpl@, but with
 the ``don't-squash-consts'' flag set depending on top-level ness.  For
 top level defns we *do* squash constants, so that they stay local to a
@@ -154,15 +182,66 @@ float them out if poss, after inlinings are sorted out.
 
 \begin{code}
 tcSimplify
-       :: TcTyVarSet s                 -- ``Local''  type variables
+       :: SDoc 
+       -> TopLevelFlag
+       -> TcTyVarSet s                 -- ``Local''  type variables
+                                       -- ASSERT: this tyvar set is already zonked
        -> LIE s                        -- Wanted
        -> TcM s (LIE s,                        -- Free
                  TcDictBinds s,                -- Bindings
                  LIE s)                        -- Remaining wanteds; no dups
 
-tcSimplify local_tvs wanteds
-  = tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ global_tvs ->
-    tcSimpl False global_tvs local_tvs emptyBag wanteds
+tcSimplify str top_lvl local_tvs wanted_lie
+  | isEmptyVarSet local_tvs
+  = returnTc (wanted_lie, EmptyMonoBinds, emptyLIE)
+
+  | otherwise
+  = reduceContext str try_me [] wanteds                `thenTc` \ (binds, frees, irreds) ->
+
+       -- Check for non-generalisable insts
+    let
+       cant_generalise = filter (not . instCanBeGeneralised) irreds
+    in
+    checkTc (null cant_generalise)
+           (genCantGenErr cant_generalise)     `thenTc_`
+
+       -- Check for ambiguous insts.
+       -- You might think these can't happen (I did) because an ambiguous
+       -- inst like (Eq a) will get tossed out with "frees", and eventually
+       -- dealt with by tcSimplifyTop.
+       -- But we can get stuck with 
+       --      C a b
+       -- where "a" is one of the local_tvs, but "b" is unconstrained.
+       -- Then we must yell about the ambiguous b
+       -- But we must only do so if "b" really is unconstrained; so
+       -- we must grab the global tyvars to answer that question
+    tcGetGlobalTyVars                          `thenNF_Tc` \ global_tvs ->
+    let
+       avail_tvs           = local_tvs `unionVarSet` global_tvs
+       (irreds', bad_guys) = partition (isEmptyVarSet . ambig_tv_fn) irreds
+       ambig_tv_fn dict    = tyVarsOfInst dict `minusVarSet` avail_tvs
+    in
+    addAmbigErrs ambig_tv_fn bad_guys  `thenNF_Tc_`
+
+
+       -- Finished
+    returnTc (mkLIE frees, binds, mkLIE irreds')
+  where
+    wanteds = bagToList wanted_lie
+
+    try_me inst 
+      -- Does not constrain a local tyvar
+      | isEmptyVarSet (tyVarsOfInst inst `intersectVarSet` local_tvs)
+      = -- if is_top_level then
+       --   FreeIfTautological           -- Special case for inference on 
+       --                                -- top-level defns
+       -- else
+       Free
+
+      -- We're infering (not checking) the type, and 
+      -- the inst constrains a local type variable
+      | isDict inst  = DontReduce              -- Dicts
+      | otherwise    = ReduceMe AddToIrreds    -- Lits and Methods
 \end{code}
 
 @tcSimplifyAndCheck@ is similar to the above, except that it checks
@@ -171,299 +250,437 @@ some of constant insts, which have to be resolved finally at the end.
 
 \begin{code}
 tcSimplifyAndCheck
-        :: TcTyVarSet s                -- ``Local''  type variables; ASSERT is fixpoint
-        -> LIE s                       -- Given
+        :: SDoc 
+        -> TcTyVarSet s                -- ``Local''  type variables
+                                       -- ASSERT: this tyvar set is already zonked
+        -> LIE s                       -- Given; constrain only local tyvars
         -> LIE s                       -- Wanted
         -> TcM s (LIE s,               -- Free
                   TcDictBinds s)       -- Bindings
 
-tcSimplifyAndCheck local_tvs givens wanteds
-  = tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ global_tvs ->
-    tcSimpl False global_tvs local_tvs
-           givens wanteds              `thenTc` \ (free_insts, binds, wanteds') ->
-    checkTc (isEmptyBag wanteds')
-           (reduceErr wanteds')        `thenTc_`
-    returnTc (free_insts, binds)
-\end{code}
+tcSimplifyAndCheck str local_tvs given_lie wanted_lie
+  | isEmptyVarSet local_tvs
+       -- This can happen quite legitimately; for example in
+       --      instance Num Int where ...
+  = returnTc (wanted_lie, EmptyMonoBinds)
 
-@tcSimplifyRank2@ checks that the argument of a rank-2 polymorphic function
-is not overloaded.
+  | otherwise
+  = reduceContext str try_me givens wanteds    `thenTc` \ (binds, frees, irreds) ->
 
-\begin{code}
-tcSimplifyRank2 :: TcTyVarSet s                -- ``Local'' type variables; ASSERT is fixpoint
-               -> LIE s                -- Given
-               -> TcM s (LIE s,                        -- Free
-                         TcDictBinds s)        -- Bindings
+       -- Complain about any irreducible ones
+    mapNF_Tc complain irreds   `thenNF_Tc_`
 
+       -- Done
+    returnTc (mkLIE frees, binds)
+  where
+    givens  = bagToList given_lie
+    wanteds = bagToList wanted_lie
 
-tcSimplifyRank2 local_tvs givens
-  = zonkLIE givens                     `thenNF_Tc` \ givens' ->
-    elimTyCons True
-              (\tv -> not (tv `elementOfTyVarSet` local_tvs))
-               -- This predicate claims that all
-               -- any non-local tyvars are global,
-               -- thereby postponing dealing with
-               -- ambiguity until the enclosing Gen
-              emptyLIE givens' `thenTc` \ (free, dict_binds, wanteds) ->
+    try_me inst 
+      -- Does not constrain a local tyvar
+      | isEmptyVarSet (tyVarsOfInst inst `intersectVarSet` local_tvs)
+      = Free
 
-    checkTc (isEmptyBag wanteds) (reduceErr wanteds)   `thenTc_`
+      -- When checking against a given signature we always reduce
+      -- until we find a match against something given, or can't reduce
+      | otherwise
+      = ReduceMe AddToIrreds
 
-    returnTc (free, dict_binds)
+    complain dict = mapNF_Tc zonkInst givens   `thenNF_Tc` \ givens ->
+                   addNoInstanceErr str givens dict
 \end{code}
 
-@tcSimplifyTop@ deals with constant @Insts@, using the standard simplification
-mechansim with the extra flag to say ``beat out constant insts''.
-
-\begin{code}
-tcSimplifyTop :: LIE s -> TcM s (TcDictBinds s)
-tcSimplifyTop dicts
-  = tcSimpl True emptyTyVarSet emptyTyVarSet emptyBag dicts    `thenTc` \ (_, binds, _) ->
-    returnTc binds
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[elimTyCons]{@elimTyCons@}
+\subsection{Data types for the reduction mechanism}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+The main control over context reduction is here
+
 \begin{code}
-elimTyCons :: Bool                             -- True <=> Simplify const insts
-          -> (TcTyVar s -> Bool)               -- Free tyvar predicate
-          -> LIE s                             -- Given
-          -> LIE s                             -- Wanted
-          -> TcM s (LIE s,                     -- Free
-                    TcDictBinds s,             -- Bindings
-                    LIE s                      -- Remaining wanteds; no dups;
-                                               -- dicts only (no Methods)
-              )
-\end{code}
+data WhatToDo 
+ = ReduceMe              -- Try to reduce this
+       NoInstanceAction  -- What to do if there's no such instance
 
-The bindings returned may mention any or all of ``givens'', so the
-order in which the generated binds are put together is {\em tricky}.
-Case~4 of @try@ is the general case to see.
+ | DontReduce            -- Return as irreducible
 
-When we do @eTC givens (wanted:wanteds)@ [some details omitted], we...
+ | Free                          -- Return as free
 
-    (1) first look up @wanted@; this gives us one binding to heave in:
-           wanted = rhs
+ | FreeIfTautological    -- Return as free iff it's tautological; 
+                         -- if not, return as irreducible
 
-    (2) step (1) also gave us some @simpler_wanteds@; we simplify
-       these and get some (simpler-wanted-)bindings {\em that must be
-       in scope} for the @wanted=rhs@ binding above!
+data NoInstanceAction
+  = Stop               -- Fail; no error message
+                       -- (Only used when tautology checking.)
 
-    (3) we simplify the remaining @wanteds@ (recursive call), giving
-       us yet more bindings.
+  | AddToIrreds                -- Just add the inst to the irreductible ones; don't 
+                       -- produce an error message of any kind.
+                       -- It might be quite legitimate such as (Eq a)!
+\end{code}
 
-The final arrangement of the {\em non-recursive} bindings is
 
-    let <simpler-wanted-binds> in
-    let wanted = rhs          in
-    let <yet-more-bindings> ...
 
 \begin{code}
-elimTyCons squash_consts is_free_tv givens wanteds
-  = eTC givens (bagToList wanteds)     `thenTc` \ (_, free, binds, irreds) ->
-    returnTc (free,binds,irreds)
+type RedState s
+  = (Avails s,         -- What's available
+     [Inst s],         -- Insts for which try_me returned Free
+     [Inst s]          -- Insts for which try_me returned DontReduce
+    )
+
+type Avails s = FiniteMap (Inst s) (Avail s)
+
+data Avail s
+  = Avail
+       (TcIdOcc s)     -- The "main Id"; that is, the Id for the Inst that 
+                       -- caused this avail to be put into the finite map in the first place
+                       -- It is this Id that is bound to the RHS.
+
+       (RHS s)         -- The RHS: an expression whose value is that Inst.
+                       -- The main Id should be bound to this RHS
+
+       [TcIdOcc s]     -- Extra Ids that must all be bound to the main Id.
+                       -- At the end we generate a list of bindings
+                       --       { i1 = main_id; i2 = main_id; i3 = main_id; ... }
+
+data RHS s
+  = NoRhs              -- Used for irreducible dictionaries,
+                       -- which are going to be lambda bound, or for those that are
+                       -- suppplied as "given" when checking againgst a signature.
+                       --
+                       -- NoRhs is also used for Insts like (CCallable f)
+                       -- where no witness is required.
+
+  | Rhs                -- Used when there is a RHS 
+       (TcExpr s)       
+       Bool            -- True => the RHS simply selects a superclass dictionary
+                       --         from a subclass dictionary.
+                       -- False => not so.  
+                       -- This is useful info, because superclass selection
+                       -- is cheaper than building the dictionary using its dfun,
+                       -- and we can sometimes replace the latter with the former
+
+  | PassiveScSel       -- Used for as-yet-unactivated RHSs.  For example suppose we have
+                       -- an (Ord t) dictionary; then we put an (Eq t) entry in
+                       -- the finite map, with an PassiveScSel.  Then if the
+                       -- the (Eq t) binding is ever *needed* we make it an Rhs
+       (TcExpr s)
+       [Inst s]        -- List of Insts that are free in the RHS.
+                       -- If the main Id is subsequently needed, we toss this list into
+                       -- the needed-inst pool so that we make sure their bindings
+                       -- will actually be produced.
+                       --
+                       -- Invariant: these Insts are already in the finite mapping
+
+
+pprAvails avails = vcat (map pp (eltsFM avails))
   where
---    eTC :: LIE s -> [Inst s]
---       -> TcM s (LIE s, LIE s, TcDictBinds s, LIE s)
-
-    eTC givens [] = returnTc (givens, emptyBag, EmptyMonoBinds, emptyBag)
-
-    eTC givens (wanted:wanteds)
-    -- Case 0: same as an existing inst
-      | maybeToBool maybe_equiv
-      = eTC givens wanteds     `thenTc` \ (givens1, frees, binds, irreds) ->
-       let
-         -- Create a new binding iff it's needed
-         this = expectJust "eTC" maybe_equiv
-         new_binds | instBindingRequired wanted = (VarMonoBind (instToId wanted) (HsVar (instToId this)))
-                                                  `AndMonoBinds` binds
-                   | otherwise                  = binds
-       in
-       returnTc (givens1, frees, new_binds, irreds)
-
-    -- Case 1: constrains no type variables at all
-    -- In this case we have a quick go to see if it has an
-    -- instance which requires no inputs (ie a constant); if so we use
-    -- it; if not, we give up on the instance and just heave it out the
-    -- top in the free result
-      | isEmptyTyVarSet tvs_of_wanted
-      = simplify_it squash_consts      {- If squash_consts is false,
-                                          simplify only if trival -}
-                   givens wanted wanteds
-
-    -- Case 2: constrains free vars only, so fling it out the top in free_ids
-      | all is_free_tv (tyVarSetToList tvs_of_wanted)
-      = eTC (wanted `consBag` givens) wanteds  `thenTc` \ (givens1, frees, binds, irreds) ->
-       returnTc (givens1, wanted `consBag` frees, binds, irreds)
-
-    -- Case 3: is a dict constraining only a tyvar,
-    -- so return it as part of the "wanteds" result
-      | isTyVarDict wanted
-      = eTC (wanted `consBag` givens) wanteds  `thenTc` \ (givens1, frees, binds, irreds) ->
-       returnTc (givens1, frees, binds, wanted `consBag` irreds)
-
-    -- Case 4: is not a simple dict, so look up in instance environment
-      | otherwise
-      = simplify_it True {- Simplify even if not trivial -}
-                   givens wanted wanteds
-      where
-       tvs_of_wanted  = tyVarsOfInst wanted
-
-       -- Look for something in "givens" that matches "wanted"
-       Just the_equiv = maybe_equiv
-       maybe_equiv    = foldBag seqMaybe try Nothing givens
-       try given | wanted `matchesInst` given = Just given
-                 | otherwise                  = Nothing
-
-
-    simplify_it simplify_always givens wanted wanteds
-       -- Recover immediately on no-such-instance errors
-      = recoverTc (returnTc (wanted `consBag` givens, emptyLIE, EmptyMonoBinds, emptyLIE)) 
-                 (simplify_one simplify_always givens wanted)
-                               `thenTc` \ (givens1, frees1, binds1, irreds1) ->
-       eTC givens1 wanteds     `thenTc` \ (givens2, frees2, binds2, irreds2) ->
-       returnTc (givens2, frees1 `plusLIE` frees2,
-                          binds1 `AndMonoBinds` binds2,
-                          irreds1 `plusLIE` irreds2)
-
-
-    simplify_one simplify_always givens wanted
-     | not (instBindingRequired wanted)
-     =                 -- No binding required for this chap, so squash right away
-          lookupInst wanted            `thenTc` \ (simpler_wanteds, _) ->
-          eTC givens simpler_wanteds   `thenTc` \ (givens1, frees1, binds1, irreds1) ->
-          returnTc (wanted `consBag` givens1, frees1, binds1, irreds1)
-
-     | otherwise
-     =                 -- An binding is required for this inst
-       lookupInst wanted               `thenTc` \ (simpler_wanteds, bind@(VarMonoBind _ rhs)) ->
-
-       if (not_var rhs && not simplify_always) then
-          -- Ho ho!  It isn't trivial to simplify "wanted",
-          -- because the rhs isn't a simple variable.  Unless the flag
-          -- simplify_always is set, just give up now and
-          -- just fling it out the top.
-          returnTc (wanted `consLIE` givens, unitLIE wanted, EmptyMonoBinds, emptyLIE)
-       else
-          -- Aha! Either it's easy, or simplify_always is True
-          -- so we must do it right here.
-          eTC givens simpler_wanteds   `thenTc` \ (givens1, frees1, binds1, irreds1) ->
-          returnTc (wanted `consLIE` givens1, frees1,
-                    binds1 `AndMonoBinds` bind,
-                    irreds1)
-
-    not_var :: TcExpr s -> Bool
-    not_var (HsVar _) = False
-    not_var other     = True
+    pp (Avail main_id rhs ids)
+      = ppr main_id <> colon <+> brackets (ppr ids) <+> pprRhs rhs
+
+pprRhs NoRhs = text "<no rhs>"
+pprRhs (Rhs rhs b) = ppr rhs
+pprRhs (PassiveScSel rhs is) = text "passive" <+> ppr rhs
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[elimSCs]{@elimSCs@}
+\subsection[reduce]{@reduce@}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-\begin{code}
-elimSCs :: LIE s                               -- Given; no dups
-       -> LIE s                                -- Wanted; no dups; all dictionaries, all
-                                               -- constraining just a type variable
-       -> NF_TcM s (TcDictBinds s,             -- Bindings
-                    LIE s)                     -- Minimal wanted set
-
-elimSCs givens wanteds
-  = -- Sort the wanteds so that subclasses occur before superclasses
-    elimSCs_help
-       (filterBag isDict givens)       -- Filter out non-dictionaries
-       (sortSC wanteds)
-
-elimSCs_help :: LIE s                                  -- Given; no dups
-            -> [Inst s]                                -- Wanted; no dups;
-            -> NF_TcM s (TcDictBinds s,                -- Bindings
-                         LIE s)                        -- Minimal wanted set
-
-elimSCs_help given [] = returnNF_Tc (EmptyMonoBinds, emptyLIE)
-
-elimSCs_help givens (wanted:wanteds)
-  = trySC givens wanted                `thenNF_Tc` \ (givens1, binds1, irreds1) ->
-    elimSCs_help givens1 wanteds       `thenNF_Tc` \ (binds2, irreds2) ->
-    returnNF_Tc (binds1 `AndMonoBinds` binds2, irreds1 `plusLIE` irreds2)
-
-
-trySC :: LIE s                         -- Givens
-      -> Inst s                                -- Wanted
-      -> NF_TcM s (LIE s,                      -- New givens,
-                  TcDictBinds s,               -- Bindings
-                  LIE s)                       -- Irreducible wanted set
-
-trySC givens wanted@(Dict _ wanted_class wanted_ty wanted_orig loc)
-  | not (maybeToBool maybe_best_subclass_chain)
-  =    -- No superclass relationship
-    returnNF_Tc ((wanted `consLIE` givens), EmptyMonoBinds, unitLIE wanted)
+The main entry point for context reduction is @reduceContext@:
 
-  | otherwise
-  =    -- There's a subclass relationship with a "given"
-       -- Build intermediate dictionaries
+\begin{code}
+reduceContext :: SDoc -> (Inst s -> WhatToDo)
+             -> [Inst s]       -- Given
+             -> [Inst s]       -- Wanted
+             -> TcM s (TcDictBinds s, 
+                       [Inst s],               -- Free
+                       [Inst s])               -- Irreducible
+
+reduceContext str try_me givens wanteds
+  =     -- Zonking first
+    mapNF_Tc zonkInst givens   `thenNF_Tc` \ givens ->
+    mapNF_Tc zonkInst wanteds  `thenNF_Tc` \ wanteds ->
+
+{-
+    pprTrace "reduceContext" (vcat [
+            text "----------------------",
+            str,
+            text "given" <+> ppr givens,
+            text "wanted" <+> ppr wanteds,
+            text "----------------------"
+            ]) $
+-}
+        -- Build the Avail mapping from "givens"
+    foldlNF_Tc addGiven emptyFM givens         `thenNF_Tc` \ avails ->
+
+        -- Do the real work
+    reduceList (0,[]) try_me wanteds (avails, [], [])  `thenTc` \ (avails, frees, irreds) ->
+
+       -- Extract the bindings from avails
     let
-       theta = [ (clas, wanted_ty) | clas <- reverse classes ]
-       -- The reverse is because the list comes back in the "wrong" order I think
+       binds = foldFM add_bind EmptyMonoBinds avails
+
+       add_bind _ (Avail main_id rhs ids) binds
+         = foldr add_synonym (add_rhs_bind rhs binds) ids
+        where
+          add_rhs_bind (Rhs rhs _) binds = binds `AndMonoBinds` VarMonoBind main_id rhs 
+          add_rhs_bind other       binds = binds
+
+          -- Add the trivial {x = y} bindings
+          -- The main Id can end up in the list when it's first added passively
+          -- and then activated, so we have to filter it out.  A bit of a hack.
+          add_synonym id binds
+            | id /= main_id = binds `AndMonoBinds` VarMonoBind id (HsVar main_id)
+            | otherwise     = binds
     in
-    newDictsAtLoc wanted_orig loc theta                `thenNF_Tc` \ (intermediates, _) ->
+{-
+    pprTrace ("reduceContext end") (vcat [
+            text "----------------------",
+            str,
+            text "given" <+> ppr givens,
+            text "wanted" <+> ppr wanteds,
+            text "----", 
+            text "avails" <+> pprAvails avails,
+            text "irreds" <+> ppr irreds,
+            text "----------------------"
+            ]) $
+-}
+    returnTc (binds, frees, irreds)
+\end{code}
 
-       -- Create bindings for the wanted dictionary and the intermediates.
-       -- Later binds may depend on earlier ones, so each new binding is pushed
-       -- on the front of the accumulating parameter list of bindings
-    let
-       mk_bind (dict,clas) dict_sub@(Dict _ dict_sub_class ty _ _)
-         = ((dict_sub, dict_sub_class),
-            (VarMonoBind (instToId dict)
-                         (DictApp (TyApp (HsVar (RealId (classSuperDictSelId dict_sub_class 
-                                                                             clas)))
-                                           [ty])
-                                    [instToId dict_sub])))
-       (_, new_binds) = mapAccumR mk_bind (wanted,wanted_class) (given : intermediates)
-    in
-    returnNF_Tc (wanted `consLIE` givens `plusLIE` listToBag intermediates,
-                andMonoBinds new_binds,
-                emptyLIE)
+The main context-reduction function is @reduce@.  Here's its game plan.
+
+\begin{code}
+reduceList :: (Int,[Inst s])
+                  -> (Inst s -> WhatToDo)
+                  -> [Inst s]
+                  -> RedState s
+                  -> TcM s (RedState s)
+\end{code}
+
+@reduce@ is passed
+     try_me:   given an inst, this function returns
+                 Reduce       reduce this
+                 DontReduce   return this in "irreds"
+                 Free         return this in "frees"
+
+     wanteds:  The list of insts to reduce
+     state:    An accumulating parameter of type RedState 
+               that contains the state of the algorithm
+  It returns a RedState.
+
+
+\begin{code}
+reduceList (n,stack) try_me wanteds state
+  | n > opt_MaxContextReductionDepth
+  = failWithTc (reduceDepthErr n stack)
 
+  | otherwise
+  =
+#ifdef DEBUG
+   (if n > 4 then
+       pprTrace "Jeepers! ReduceContext:" (reduceDepthMsg n stack)
+    else (\x->x))
+#endif
+    go wanteds state
   where
-    maybe_best_subclass_chain = foldBag choose_best find_subclass_chain Nothing givens
-    Just (given, classes, _) = maybe_best_subclass_chain
+    go []     state = returnTc state
+    go (w:ws) state = reduce (n+1, w:stack) try_me w state     `thenTc` \ state' ->
+                     go ws state'
+
+    -- Base case: we're done!
+reduce stack try_me wanted state@(avails, frees, irreds)
+
+    -- It's the same as an existing inst, or a superclass thereof
+  | wanted `elemFM` avails
+  = returnTc (activate avails wanted, frees, irreds)
+
+    -- It should be reduced
+  | case try_me_result of { ReduceMe _ -> True; _ -> False }
+  = lookupInst wanted        `thenNF_Tc` \ lookup_result ->
+
+    case lookup_result of
+      GenInst wanteds' rhs -> use_instance wanteds' rhs
+      SimpleInst rhs       -> use_instance []       rhs
+
+      NoInstance ->    -- No such instance! 
+                      -- Decide what to do based on the no_instance_action requested
+                case no_instance_action of
+                  Stop        -> failTc        -- Fail
+                  AddToIrreds -> add_to_irreds -- Add the offending insts to the irreds
+
+    -- It's free and this isn't a top-level binding, so just chuck it upstairs
+  | case try_me_result of { Free -> True; _ -> False }
+  =     -- First, see if the inst can be reduced to a constant in one step
+    lookupInst wanted    `thenNF_Tc` \ lookup_result ->
+    case lookup_result of
+       SimpleInst rhs -> use_instance [] rhs
+       other         -> add_to_frees
+
+    -- It's free and this is a top level binding, so
+    -- check whether it's a tautology or not
+  | case try_me_result of { FreeIfTautological -> True; _ -> False }
+  =     -- Try for tautology
+    tryTc 
+         -- If tautology trial fails, add to irreds
+         (addGiven avails wanted      `thenNF_Tc` \ avails' ->
+          returnTc (avails', frees, wanted:irreds))
+
+         -- If tautology succeeds, just add to frees
+         (reduce stack try_me_taut wanted (avails, [], [])             `thenTc_`
+          returnTc (avails, wanted:frees, irreds))
+
+
+    -- It's irreducible (or at least should not be reduced)
+  | otherwise
+  = ASSERT( case try_me_result of { DontReduce -> True; other -> False } )
+        -- See if the inst can be reduced to a constant in one step
+    lookupInst wanted    `thenNF_Tc` \ lookup_result ->
+    case lookup_result of
+       SimpleInst rhs -> use_instance [] rhs
+       other          -> add_to_irreds
 
-    choose_best c1@(Just (_,_,n1)) c2@(Just (_,_,n2)) | n1 <= n2  = c1
-                                                     | otherwise = c2
-    choose_best Nothing                   c2                             = c2
-    choose_best c1                Nothing                        = c1
+  where
+       -- The three main actions
+    add_to_frees  = let 
+                       avails' = addFree avails wanted
+                       -- Add the thing to the avails set so any identical Insts
+                       -- will be commoned up with it right here
+                   in
+                   returnTc (avails', wanted:frees, irreds)
+
+    add_to_irreds = addGiven avails wanted             `thenNF_Tc` \ avails' ->
+                   returnTc (avails',  frees, wanted:irreds)
+
+    use_instance wanteds' rhs = addWanted avails wanted rhs    `thenNF_Tc` \ avails' ->
+                               reduceList stack try_me wanteds' (avails', frees, irreds)
+
+    try_me_result              = try_me wanted
+    ReduceMe no_instance_action = try_me_result
+
+    -- The try-me to use when trying to identify tautologies
+    -- It blunders on reducing as much as possible
+    try_me_taut inst = ReduceMe Stop   -- No error recovery
+\end{code}
 
-    find_subclass_chain given@(Dict _ given_class given_ty _ _)
-        | wanted_ty `eqSimpleTy` given_ty
-        = case (wanted_class `isSuperClassOf` given_class) of
 
-                Just classes -> Just (given,
-                                      classes,
-                                      length classes)
+\begin{code}
+activate :: Avails s -> Inst s -> Avails s
+        -- Activate the binding for Inst, ensuring that a binding for the
+        -- wanted Inst will be generated.
+        -- (Activate its parent if necessary, recursively).
+        -- Precondition: the Inst is in Avails already
 
-                Nothing      -> Nothing
+activate avails wanted
+  | not (instBindingRequired wanted) 
+  = avails
 
-        | otherwise = Nothing
+  | otherwise
+  = case lookupFM avails wanted of
 
+      Just (Avail main_id (PassiveScSel rhs insts) ids) ->
+              foldl activate avails' insts      -- Activate anything it needs
+            where
+              avails' = addToFM avails wanted avail'
+              avail'  = Avail main_id (Rhs rhs True) (wanted_id : ids) -- Activate it
 
-sortSC :: LIE s     -- Expected to be all dicts (no MethodIds), all of
-                   -- which constrain type variables
-       -> [Inst s]  -- Sorted with subclasses before superclasses
+      Just (Avail main_id other_rhs ids) -> -- Just add to the synonyms list
+              addToFM avails wanted (Avail main_id other_rhs (wanted_id : ids))
 
-sortSC dicts = sortLt lt (bagToList dicts)
+      Nothing -> panic "activate"
   where
-    (Dict _ c1 ty1 _ _) `lt` (Dict _ c2 ty2 _ _)
-       = maybeToBool (c2 `isSuperClassOf` c1)
-       -- The ice is a bit thin here because this "lt" isn't a total order
-       -- But it *is* transitive, so it works ok
-\end{code}
+      wanted_id = instToId wanted
+    
+addWanted avails wanted rhs_expr
+  = ASSERT( not (wanted `elemFM` avails) )
+    returnNF_Tc (addToFM avails wanted avail)
+       -- NB: we don't add the thing's superclasses too!
+       -- Why not?  Because addWanted is used when we've successfully used an
+       -- instance decl to reduce something; e.g.
+       --      d:Ord [a] = dfunOrd (d1:Eq [a]) (d2:Ord a)
+       -- Note that we pass the superclasses to the dfun, so they will be "wanted".
+       -- If we put the superclasses of "d" in avails, then we might end up
+       -- expressing "d1" in terms of "d", which would be a disaster.
+  where
+    avail = Avail (instToId wanted) rhs []
+
+    rhs | instBindingRequired wanted = Rhs rhs_expr False      -- Not superclass selection
+       | otherwise                  = NoRhs
+
+addFree :: Avails s -> Inst s -> (Avails s)
+       -- When an Inst is tossed upstairs as 'free' we nevertheless add it
+       -- to avails, so that any other equal Insts will be commoned up right
+       -- here rather than also being tossed upstairs. 
+addFree avails free
+  | isDict free = addToFM avails free (Avail (instToId free) NoRhs [])
+  | otherwise   = avails
+
+addGiven :: Avails s -> Inst s -> NF_TcM s (Avails s)
+addGiven avails given
+  =     -- ASSERT( not (given `elemFM` avails) )
+        -- This assertion isn't necessarily true.  It's permitted
+        -- to given a redundant context in a type signature (eg (Ord a, Eq a) => ...)
+        -- and when typechecking instance decls we generate redundant "givens" too.
+    addAvail avails given avail
+  where
+    avail = Avail (instToId given) NoRhs []
 
+addAvail avails wanted avail
+  = addSuperClasses (addToFM avails wanted avail) wanted
+
+addSuperClasses :: Avails s -> Inst s -> NF_TcM s (Avails s)
+               -- Add all the superclasses of the Inst to Avails
+               -- Invariant: the Inst is already in Avails.
+
+addSuperClasses avails dict
+  | not (isDict dict)
+  = returnNF_Tc avails
+
+  | otherwise  -- It is a dictionary
+  = foldlNF_Tc add_sc avails (zipEqual "addSuperClasses" sc_theta' sc_sels)
+  where
+    (clas, tys) = getDictClassTys dict
+    
+    (tyvars, sc_theta, sc_sels, _, _) = classBigSig clas
+    sc_theta' = substFlexiTheta (zipVarEnv tyvars tys) sc_theta
+
+    add_sc avails ((super_clas, super_tys), sc_sel)
+      = newDictFromOld dict super_clas super_tys       `thenNF_Tc` \ super_dict ->
+        let
+          sc_sel_rhs = DictApp (TyApp (HsVar (RealId sc_sel)) 
+                                      tys)
+                               [instToId dict]
+       in
+        case lookupFM avails super_dict of
+
+            Just (Avail main_id (Rhs rhs False {- not sc selection -}) ids) ->
+                 -- Already there, but not as a superclass selector
+                 -- No need to look at its superclasses; since it's there
+                 --    already they must be already in avails
+                 -- However, we must remember to activate the dictionary
+                 -- from which it is (now) generated
+                 returnNF_Tc (activate avails' dict)
+               where
+                 avails' = addToFM avails super_dict avail
+                 avail   = Avail main_id (Rhs sc_sel_rhs True) ids     -- Superclass selection
+       
+            Just (Avail _ _ _) -> returnNF_Tc avails
+                 -- Already there; no need to do anything
+
+            Nothing ->
+                 -- Not there at all, so add it, and its superclasses
+                 addAvail avails super_dict avail
+               where
+                 avail   = Avail (instToId super_dict) 
+                                 (PassiveScSel sc_sel_rhs [dict])
+                                 []
+\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -477,16 +694,31 @@ Much simpler versions when there are no bindings to make!
 @deriving@ declarations and when specialising instances.  We are
 only interested in the simplified bunch of class/type constraints.
 
+It simplifies to constraints of the form (C a b c) where
+a,b,c are type variables.  This is required for the context of
+instance declarations.
+
 \begin{code}
 tcSimplifyThetas :: (Class -> ClassInstEnv)            -- How to find the ClassInstEnv
-                -> [(Class, TauType)]                  -- Given
-                -> [(Class, TauType)]                  -- Wanted
-                -> TcM s [(Class, TauType)]
+                -> ThetaType                           -- Wanted
+                -> TcM s ThetaType                     -- Needed; of the form C a b c
+                                                       -- where a,b,c are type variables
 
-
-tcSimplifyThetas inst_mapper given wanted
-  = elimTyConsSimple inst_mapper wanted        `thenTc`    \ wanted1 ->
-    returnTc (elimSCsSimple given wanted1)
+tcSimplifyThetas inst_mapper wanteds
+  = reduceSimple inst_mapper [] wanteds                `thenNF_Tc` \ irreds ->
+    let
+       -- Check that the returned dictionaries are of the form (C a b c)
+       bad_guys | opt_GlasgowExts = [ct | ct@(clas,tys) <- irreds, 
+                                          isEmptyVarSet (tyVarsOfTypes tys)]
+                | otherwise       = [ct | ct@(clas,tys) <- irreds, 
+                                          not (all isTyVarTy tys)]
+    in
+    if null bad_guys then
+       returnTc irreds
+    else
+       mapNF_Tc addNoInstErr bad_guys          `thenNF_Tc_`
+       failTc
 \end{code}
 
 @tcSimplifyCheckThetas@ just checks class-type constraints, essentially;
@@ -494,55 +726,84 @@ used with \tr{default} declarations.  We are only interested in
 whether it worked or not.
 
 \begin{code}
-tcSimplifyCheckThetas :: [(Class, TauType)]    -- Simplify this to nothing at all
+tcSimplifyCheckThetas :: ThetaType     -- Given
+                     -> ThetaType      -- Wanted
                      -> TcM s ()
 
-tcSimplifyCheckThetas theta
-  = elimTyConsSimple classInstEnv theta    `thenTc`    \ theta1 ->
-    ASSERT( null theta1 )
-    returnTc ()
+tcSimplifyCheckThetas givens wanteds
+  = reduceSimple classInstEnv givens wanteds    `thenNF_Tc`    \ irreds ->
+    if null irreds then
+       returnTc ()
+    else
+       mapNF_Tc addNoInstErr irreds            `thenNF_Tc_`
+       failTc
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
-elimTyConsSimple :: (Class -> ClassInstEnv) 
-                -> [(Class,Type)]
-                -> TcM s [(Class,Type)]
-elimTyConsSimple inst_mapper theta
-  = elim theta
+type AvailsSimple = FiniteMap (Class, [TauType]) Bool
+                   -- True  => irreducible 
+                   -- False => given, or can be derived from a given or from an irreducible
+
+reduceSimple :: (Class -> ClassInstEnv) 
+            -> ThetaType               -- Given
+            -> ThetaType               -- Wanted
+            -> NF_TcM s ThetaType      -- Irreducible
+
+reduceSimple inst_mapper givens wanteds
+  = reduce_simple (0,[]) inst_mapper givens_fm wanteds `thenNF_Tc` \ givens_fm' ->
+    returnNF_Tc [ct | (ct,True) <- fmToList givens_fm']
   where
-    elim []              = returnTc []
-    elim ((clas,ty):rest) = elim_one clas ty   `thenTc` \ r1 ->
-                           elim rest           `thenTc` \ r2 ->
-                           returnTc (r1++r2)
-
-    elim_one clas ty
-       = case getTyVar_maybe ty of
-
-           Just tv   -> returnTc [(clas,ty)]
-
-           otherwise -> recoverTc (returnTc []) $
-                        lookupSimpleInst (inst_mapper clas) clas ty    `thenTc` \ theta ->
-                        elim theta
-
-elimSCsSimple :: [(Class,Type)]        -- Given
-             -> [(Class,Type)]         -- Wanted
-             -> [(Class,Type)]         -- Subset of wanted; no dups, no subclass relnships
-
-elimSCsSimple givens [] = []
-elimSCsSimple givens (c_t@(clas,ty) : rest)
-  | any (`subsumes` c_t) givens ||
-    any (`subsumes` c_t) rest                          -- (clas,ty) is old hat
-  = elimSCsSimple givens rest
-  | otherwise                                          -- (clas,ty) is new
-  = c_t : elimSCsSimple (c_t : givens) rest
+    givens_fm     = foldl addNonIrred emptyFM givens
+
+reduce_simple :: (Int,ThetaType)               -- Stack
+             -> (Class -> ClassInstEnv) 
+             -> AvailsSimple
+             -> ThetaType
+             -> NF_TcM s AvailsSimple
+
+reduce_simple (n,stack) inst_mapper avails wanteds
+  = go avails wanteds
   where
-    rest' = elimSCsSimple rest
-    (c1,t1) `subsumes` (c2,t2) = t1 `eqSimpleTy` t2 && 
-                                (c1 == c2 || maybeToBool (c2 `isSuperClassOf` c1))
--- We deal with duplicates here   ^^^^^^^^
--- It's a simple place to do it, although it's done in elimTyCons in the
--- full-blown version of the simpifier.
+    go avails []     = returnNF_Tc avails
+    go avails (w:ws) = reduce_simple_help (n+1,w:stack) inst_mapper avails w   `thenNF_Tc` \ avails' ->
+                      go avails' ws
+
+reduce_simple_help stack inst_mapper givens wanted@(clas,tys)
+  | wanted `elemFM` givens
+  = returnNF_Tc givens
+
+  | otherwise
+  = lookupSimpleInst (inst_mapper clas) clas tys       `thenNF_Tc` \ maybe_theta ->
+
+    case maybe_theta of
+      Nothing ->    returnNF_Tc (addIrred givens wanted)
+      Just theta -> reduce_simple stack inst_mapper (addNonIrred givens wanted) theta
+
+addIrred :: AvailsSimple -> (Class, [TauType]) -> AvailsSimple
+addIrred givens ct
+  = addSCs (addToFM givens ct True) ct
+
+addNonIrred :: AvailsSimple -> (Class, [TauType]) -> AvailsSimple
+addNonIrred givens ct
+  = addSCs (addToFM givens ct False) ct
+
+addSCs givens ct@(clas,tys)
+ = foldl add givens sc_theta
+ where
+   (tyvars, sc_theta_tmpl, _, _, _) = classBigSig clas
+   sc_theta = substFlexiTheta (zipVarEnv tyvars tys) sc_theta_tmpl
+
+   add givens ct = case lookupFM givens ct of
+                          Nothing    -> -- Add it and its superclasses
+                                        addSCs (addToFM givens ct False) ct
+
+                          Just True  -> -- Set its flag to False; superclasses already done
+                                        addToFM givens ct False
+
+                          Just False -> -- Already done
+                                        givens
+                          
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -574,19 +835,30 @@ For each method @Inst@ in the @init_lie@ that mentions one of the
 bindInstsOfLocalFuns ::        LIE s -> [TcIdBndr s] -> TcM s (LIE s, TcMonoBinds s)
 
 bindInstsOfLocalFuns init_lie local_ids
-  = foldrTc bind_inst (emptyBag, EmptyMonoBinds) (bagToList init_lie)
-  where
-    bind_inst inst@(Method uniq (TcId id) tys rho orig loc) (insts, binds)
-      | id `is_elem` local_ids
-      = lookupInst inst                `thenTc` \ (dict_insts, bind) ->
-       returnTc (listToBag dict_insts `plusLIE` insts, 
-                 bind `AndMonoBinds` binds)
+  | null overloaded_ids || null lie_for_here
+       -- Common case
+  = returnTc (init_lie, EmptyMonoBinds)
 
-    bind_inst some_other_inst (insts, binds)
-       -- Either not a method, or a method instance for an id not in local_ids
-      = returnTc (some_other_inst `consBag` insts, binds)
-
-    is_elem = isIn "bindInstsOfLocalFuns"
+  | otherwise
+  = reduceContext (text "bindInsts" <+> ppr local_ids)
+                 try_me [] lie_for_here        `thenTc` \ (binds, frees, irreds) ->
+    ASSERT( null irreds )
+    returnTc (mkLIE frees `plusLIE` mkLIE lie_not_for_here, binds)
+  where
+    overloaded_ids = filter is_overloaded local_ids
+    is_overloaded id = case splitSigmaTy (idType id) of
+                         (_, theta, _) -> not (null theta)
+
+    overloaded_set = mkVarSet overloaded_ids   -- There can occasionally be a lot of them
+                                               -- so it's worth building a set, so that 
+                                               -- lookup (in isMethodFor) is faster
+
+       -- No sense in repeatedly zonking lots of 
+       -- constant constraints so filter them out here
+    (lie_for_here, lie_not_for_here) = partition (isMethodFor overloaded_set)
+                                                (bagToList init_lie)
+    try_me inst | isMethodFor overloaded_set inst = ReduceMe AddToIrreds
+               | otherwise                       = Free
 \end{code}
 
 
@@ -626,23 +898,56 @@ dictionaries and either resolves them (producing bindings) or
 complains.  It works by splitting the dictionary list by type
 variable, and using @disambigOne@ to do the real business.
 
-IMPORTANT: @disambiguate@ assumes that its argument dictionaries
-constrain only a simple type variable.
+
+@tcSimplifyTop@ is called once per module to simplify
+all the constant and ambiguous Insts.
 
 \begin{code}
-type SimpleDictInfo s = (Inst s, Class, TcTyVar s)
+tcSimplifyTop :: LIE s -> TcM s (TcDictBinds s)
+tcSimplifyTop wanted_lie
+  = reduceContext (text "tcSimplTop") try_me [] wanteds        `thenTc` \ (binds1, frees, irreds) ->
+    ASSERT( null frees )
 
-disambiguateDicts :: LIE s -> TcM s ()
+    let
+               -- All the non-std ones are definite errors
+       (stds, non_stds) = partition isStdClassTyVarDict irreds
+       
+
+               -- Group by type variable
+       std_groups = equivClasses cmp_by_tyvar stds
+
+               -- Pick the ones which its worth trying to disambiguate
+       (std_oks, std_bads) = partition worth_a_try std_groups
+               -- Have a try at disambiguation 
+               -- if the type variable isn't bound
+               -- up with one of the non-standard classes
+       worth_a_try group@(d:_) = isEmptyVarSet (tyVarsOfInst d `intersectVarSet` non_std_tyvars)
+       non_std_tyvars          = unionVarSets (map tyVarsOfInst non_stds)
+
+               -- Collect together all the bad guys
+       bad_guys = non_stds ++ concat std_bads
+    in
+
+       -- Disambiguate the ones that look feasible
+    mapTc disambigGroup std_oks                `thenTc` \ binds_ambig ->
 
-disambiguateDicts insts
-  = mapTc disambigOne inst_infos    `thenTc` \ binds_lists ->
-    returnTc ()
+       -- And complain about the ones that don't
+    mapNF_Tc complain bad_guys         `thenNF_Tc_`
+
+    returnTc (binds1 `andMonoBinds` andMonoBindList binds_ambig)
   where
-    inst_infos = equivClasses cmp_tyvars (map mk_inst_info (bagToList insts))
-    (_,_,tv1) `cmp_tyvars` (_,_,tv2) = tv1 `cmp` tv2
+    wanteds    = bagToList wanted_lie
+    try_me inst        = ReduceMe AddToIrreds
+
+    d1 `cmp_by_tyvar` d2 = get_tv d1 `compare` get_tv d2
+
+    complain d | isEmptyVarSet (tyVarsOfInst d) = addTopInstanceErr d
+              | otherwise                        = addAmbigErr tyVarsOfInst d
 
-    mk_inst_info dict@(Dict _ clas ty _ _)
-      = (dict, clas, getTyVar "disambiguateDicts" ty)
+get_tv d   = case getDictClassTys d of
+                  (clas, [ty]) -> getTyVar "tcSimplifyTop" ty
+get_clas d = case getDictClassTys d of
+                  (clas, [ty]) -> clas
 \end{code}
 
 @disambigOne@ assumes that its arguments dictionaries constrain all
@@ -658,10 +963,11 @@ Since we're not using the result of @foo@, the result if (presumably)
 @void@.
 
 \begin{code}
-disambigOne :: [SimpleDictInfo s] -> TcM s ()
+disambigGroup :: [Inst s]      -- All standard classes of form (C a)
+             -> TcM s (TcDictBinds s)
 
-disambigOne dict_infos
-  |  any isNumericClass classes && all isStandardClass classes
+disambigGroup dicts
+  |  any isNumericClass classes        -- Guaranteed all standard classes
   =    -- THE DICTS OBEY THE DEFAULTABLE CONSTRAINT
        -- SO, TRY DEFAULT TYPES IN ORDER
 
@@ -672,34 +978,47 @@ disambigOne dict_infos
     tcGetDefaultTys                    `thenNF_Tc` \ default_tys ->
     let
       try_default []   -- No defaults work, so fail
-       = failTc (ambigErr dicts) 
+       = failTc
 
       try_default (default_ty : default_tys)
        = tryTc (try_default default_tys) $     -- If default_ty fails, we try
                                                -- default_tys instead
-         tcSimplifyCheckThetas thetas  `thenTc` \ _ ->
+         tcSimplifyCheckThetas [] thetas       `thenTc` \ _ ->
          returnTc default_ty
         where
-         thetas = classes `zip` repeat default_ty
+         thetas = classes `zip` repeat [default_ty]
     in
        -- See if any default works, and if so bind the type variable to it
-    try_default default_tys            `thenTc` \ chosen_default_ty ->
-    tcInstType [] chosen_default_ty    `thenNF_Tc` \ chosen_default_tc_ty ->   -- Tiresome!
-    unifyTauTy chosen_default_tc_ty (mkTyVarTy tyvar)
+       -- If not, add an AmbigErr
+    recoverTc (complain dicts `thenNF_Tc_` returnTc EmptyMonoBinds)    $
+
+    try_default default_tys                    `thenTc` \ chosen_default_ty ->
+
+       -- Bind the type variable and reduce the context, for real this time
+    let
+       chosen_default_tc_ty = typeToTcType chosen_default_ty   -- Tiresome!
+    in
+    unifyTauTy chosen_default_tc_ty (mkTyVarTy tyvar)  `thenTc_`
+    reduceContext (text "disambig" <+> ppr dicts)
+                 try_me [] dicts       `thenTc` \ (binds, frees, ambigs) ->
+    ASSERT( null frees && null ambigs )
+    returnTc binds
 
-  | all isCcallishClass classes
+  | all isCreturnableClass classes
   =    -- Default CCall stuff to (); we don't even both to check that () is an 
-       -- instance of CCallable/CReturnable, because we know it is.
-    unifyTauTy (mkTyVarTy tyvar) unitTy    
+       -- instance of CReturnable, because we know it is.
+    unifyTauTy (mkTyVarTy tyvar) unitTy    `thenTc_`
+    returnTc EmptyMonoBinds
     
   | otherwise -- No defaults
-  = failTc (ambigErr dicts)
+  = complain dicts     `thenNF_Tc_`
+    returnTc EmptyMonoBinds
 
   where
-    (_,_,tyvar) = head dict_infos              -- Should be non-empty
-    dicts   = [dict | (dict,_,_) <- dict_infos]
-    classes = [clas | (_,clas,_) <- dict_infos]
-
+    complain    = addAmbigErrs tyVarsOfInst
+    try_me inst = ReduceMe AddToIrreds         -- This reduce should not fail
+    tyvar       = get_tv (head dicts)          -- Should be non-empty
+    classes     = map get_clas dicts
 \end{code}
 
 
@@ -711,24 +1030,58 @@ from the insts, or just whatever seems to be around in the monad just
 now?
 
 \begin{code}
-genCantGenErr insts sty        -- Can't generalise these Insts
-  = hang (ptext SLIT("Cannot generalise these overloadings (in a _ccall_):")) 
-          4  (vcat (map (ppr sty) (bagToList insts)))
-\end{code}
+genCantGenErr insts    -- Can't generalise these Insts
+  = sep [ptext SLIT("Cannot generalise these overloadings (in a _ccall_):"), 
+        nest 4 (pprInstsInFull insts)
+       ]
+
+addAmbigErrs ambig_tv_fn dicts = mapNF_Tc (addAmbigErr ambig_tv_fn) dicts
+
+addAmbigErr ambig_tv_fn dict
+  = tcAddSrcLoc (instLoc dict) $
+    addErrTcM (tidy_env,
+              sep [text "Ambiguous type variable(s)" <+>
+                       hsep (punctuate comma (map (quotes . ppr) ambig_tvs)),
+                  nest 4 (text "in the constraint" <+> quotes (pprInst tidy_dict)),
+                  nest 4 (pprOrigin dict)])
+  where
+    ambig_tvs = varSetElems (ambig_tv_fn tidy_dict)
+    (tidy_env, tidy_dict) = tidyInst emptyTidyEnv dict
+
+-- Used for top-level irreducibles
+addTopInstanceErr dict
+  = tcAddSrcLoc (instLoc dict)                $
+    addErrTcM (tidy_env, 
+              sep [ptext SLIT("No instance for") <+> quotes (pprInst tidy_dict),
+                  nest 4 $ pprOrigin dict])
+  where
+    (tidy_env, tidy_dict) = tidyInst emptyTidyEnv dict
+
+addNoInstanceErr str givens dict
+  = tcAddSrcLoc (instLoc dict) $
+    addErrTcM (tidy_env, 
+              sep [sep [ptext SLIT("Could not deduce") <+> quotes (pprInst tidy_dict),
+                       nest 4 $ parens $ pprOrigin dict],
+                  nest 4 $ ptext SLIT("from the context") <+> pprInsts tidy_givens]
+             $$
+             ptext SLIT("Probable cause:") <+> 
+             vcat [ptext SLIT("missing") <+> quotes (pprInst tidy_dict) <+> ptext SLIT("in") <+> str,
+                   if all_tyvars then empty else
+                   ptext SLIT("or missing instance declaration for") <+> quotes (pprInst tidy_dict)]
+    )
+  where
+    all_tyvars = all isTyVarTy tys
+    (_, tys)   = getDictClassTys dict
+    (tidy_env, tidy_dict:tidy_givens) = tidyInsts emptyTidyEnv (dict:givens)
 
-\begin{code}
-ambigErr insts sty
-  = hang (ptext SLIT("Ambiguous overloading"))
-       4 (vcat (map (pprInst sty) insts))
-\end{code}
+-- Used for the ...Thetas variants; all top level
+addNoInstErr (c,ts)
+  = addErrTc (ptext SLIT("No instance for") <+> quotes (pprConstraint c ts))
 
-@reduceErr@ complains if we can't express required dictionaries in
-terms of the signature.
+reduceDepthErr n stack
+  = vcat [ptext SLIT("Context reduction stack overflow; size =") <+> int n,
+         ptext SLIT("Use -fcontext-stack20 to increase stack size to (e.g.) 20"),
+         nest 4 (pprInstsInFull stack)]
 
-\begin{code}
-reduceErr insts sty
-  = hang (ptext (SLIT("Context required by inferred type, but missing on a type signature")))
-       4 (vcat (map (pprInst sty) (bagToList insts)))
+reduceDepthMsg n stack = nest 4 (pprInstsInFull stack)
 \end{code}
-
-