Activate tab checks
[ghc.git] / compiler / typecheck / TcArrows.lhs
index 2e59926..eab8941 100644 (file)
@@ -5,29 +5,31 @@
 Typecheck arrow notation
 
 \begin{code}
+{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
+
 module TcArrows ( tcProc ) where
 
-import {-# SOURCE #-}  TcExpr( tcMonoExpr, tcInferRho )
+import {-# SOURCE #-}   TcExpr( tcMonoExpr, tcInferRho, tcSyntaxOp, tcCheckId, tcPolyExpr )
 
 import HsSyn
-import TcHsSyn
-
 import TcMatches
-
+import TcHsSyn( hsLPatType )
 import TcType
 import TcMType
 import TcBinds
-import TcSimplify
 import TcPat
 import TcUnify
 import TcRnMonad
-import Coercion
+import TcEnv
+import TcEvidence
+import Id( mkLocalId )
 import Inst
 import Name
+import Coercion ( Role(..) )
 import TysWiredIn
 import VarSet 
 import TysPrim
-
+import BasicTypes( Arity )
 import SrcLoc
 import Outputable
 import FastString
@@ -36,41 +38,76 @@ import Util
 import Control.Monad
 \end{code}
 
+Note [Arrow overivew]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Here's a summary of arrows and how they typecheck.  First, here's
+a cut-down syntax:
+
+  expr ::= ....  
+        |  proc pat cmd
+
+  cmd ::= cmd exp                    -- Arrow application
+       |  \pat -> cmd                -- Arrow abstraction
+       |  (| exp cmd1 ... cmdn |)    -- Arrow form, n>=0
+       |  ... -- If, case in the usual way
+
+  cmd_type ::= carg_type --> type
+
+  carg_type ::= ()
+             |  (type, carg_type)
+
+Note that
+ * The 'exp' in an arrow form can mention only 
+   "arrow-local" variables
+
+ * An "arrow-local" variable is bound by an enclosing
+   cmd binding form (eg arrow abstraction)
+
+ * A cmd_type is here written with a funny arrow "-->",
+   The bit on the left is a carg_type (command argument type)
+   which itself is a nested tuple, finishing with ()
+
+ * The arrow-tail operator (e1 -< e2) means
+       (| e1 <<< arr snd |) e2
+
+
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
-               Proc    
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
+                Proc    
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcProc :: InPat Name -> LHsCmdTop Name         -- proc pat -> expr
-       -> BoxyRhoType                          -- Expected type of whole proc expression
-       -> TcM (OutPat TcId, LHsCmdTop TcId, CoercionI)
+tcProc :: InPat Name -> LHsCmdTop Name          -- proc pat -> expr
+       -> TcRhoType                             -- Expected type of whole proc expression
+       -> TcM (OutPat TcId, LHsCmdTop TcId, TcCoercion)
 
 tcProc pat cmd exp_ty
   = newArrowScope $
-    do { ((exp_ty1, res_ty), coi) <- boxySplitAppTy exp_ty 
-       ; ((arr_ty, arg_ty), coi1) <- boxySplitAppTy exp_ty1
-       ; let cmd_env = CmdEnv { cmd_arr = arr_ty }
-       ; (pat', cmd') <- tcPat ProcExpr pat arg_ty res_ty $
-                         tcCmdTop cmd_env cmd []
-        ; let res_coi = mkTransCoI coi (mkAppTyCoI exp_ty1 coi1 res_ty IdCo)
-       ; return (pat', cmd', res_coi) 
-        }
+    do  { (co, (exp_ty1, res_ty)) <- matchExpectedAppTy exp_ty 
+        ; (co1, (arr_ty, arg_ty)) <- matchExpectedAppTy exp_ty1
+        ; let cmd_env = CmdEnv { cmd_arr = arr_ty }
+        ; (pat', cmd') <- tcPat ProcExpr pat arg_ty $
+                          tcCmdTop cmd_env cmd (unitTy, res_ty)
+        ; let res_co = mkTcTransCo co (mkTcAppCo co1 (mkTcNomReflCo res_ty))
+        ; return (pat', cmd', res_co) }
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
-               Commands
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
+                Commands
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-type CmdStack = [TcTauType]
+-- See Note [Arrow overview]      
+type CmdType    = (CmdArgType, TcTauType)    -- cmd_type 
+type CmdArgType = TcTauType                  -- carg_type, a nested tuple
+
 data CmdEnv
   = CmdEnv {
-       cmd_arr         :: TcType -- arrow type constructor, of kind *->*->*
+        cmd_arr :: TcType -- arrow type constructor, of kind *->*->*
     }
 
 mkCmdArrTy :: CmdEnv -> TcTauType -> TcTauType -> TcTauType
@@ -79,242 +116,291 @@ mkCmdArrTy env t1 t2 = mkAppTys (cmd_arr env) [t1, t2]
 ---------------------------------------
 tcCmdTop :: CmdEnv 
          -> LHsCmdTop Name
-         -> CmdStack
-        -> TcTauType   -- Expected result type; always a monotype
-                             -- We know exactly how many cmd args are expected,
-                            -- albeit perhaps not their types; so we can pass 
-                            -- in a CmdStack
-        -> TcM (LHsCmdTop TcId)
-
-tcCmdTop env (L loc (HsCmdTop cmd _ _ names)) cmd_stk res_ty
-  = setSrcSpan loc $
-    do { cmd'   <- tcGuardedCmd env cmd cmd_stk res_ty
-       ; names' <- mapM (tcSyntaxName ProcOrigin (cmd_arr env)) names
-       ; return (L loc $ HsCmdTop cmd' cmd_stk res_ty names') }
-
+         -> CmdType
+         -> TcM (LHsCmdTop TcId)
 
+tcCmdTop env (L loc (HsCmdTop cmd _ _ names)) cmd_ty@(cmd_stk, res_ty)
+  = setSrcSpan loc $
+    do  { cmd'   <- tcCmd env cmd cmd_ty
+        ; names' <- mapM (tcSyntaxName ProcOrigin (cmd_arr env)) names
+        ; return (L loc $ HsCmdTop cmd' cmd_stk res_ty names') }
 ----------------------------------------
-tcGuardedCmd :: CmdEnv -> LHsExpr Name -> CmdStack
-            -> TcTauType -> TcM (LHsExpr TcId)
--- A wrapper that deals with the refinement (if any)
-tcGuardedCmd env expr stk res_ty
-  = do { body <- tcCmd env expr (stk, res_ty)
-       ; return body 
-        }
-
-tcCmd :: CmdEnv -> LHsExpr Name -> (CmdStack, TcTauType) -> TcM (LHsExpr TcId)
-       -- The main recursive function
-tcCmd env (L loc expr) res_ty
+tcCmd  :: CmdEnv -> LHsCmd Name -> CmdType -> TcM (LHsCmd TcId)
+        -- The main recursive function
+tcCmd env (L loc cmd) res_ty
   = setSrcSpan loc $ do
-       { expr' <- tc_cmd env expr res_ty
-       ; return (L loc expr') }
+        { cmd' <- tc_cmd env cmd res_ty
+        ; return (L loc cmd') }
 
-tc_cmd :: CmdEnv -> HsExpr Name -> (CmdStack, TcTauType) -> TcM (HsExpr TcId)
-tc_cmd env (HsPar cmd) res_ty
-  = do { cmd' <- tcCmd env cmd res_ty
-       ; return (HsPar cmd') }
+tc_cmd :: CmdEnv -> HsCmd Name  -> CmdType -> TcM (HsCmd TcId)
+tc_cmd env (HsCmdPar cmd) res_ty
+  = do  { cmd' <- tcCmd env cmd res_ty
+        ; return (HsCmdPar cmd') }
 
-tc_cmd env (HsLet binds (L body_loc body)) res_ty
-  = do { (binds', body') <- tcLocalBinds binds         $
-                            setSrcSpan body_loc        $
-                            tc_cmd env body res_ty
-       ; return (HsLet binds' (L body_loc body')) }
+tc_cmd env (HsCmdLet binds (L body_loc body)) res_ty
+  = do  { (binds', body') <- tcLocalBinds binds         $
+                             setSrcSpan body_loc        $
+                             tc_cmd env body res_ty
+        ; return (HsCmdLet binds' (L body_loc body')) }
 
-tc_cmd env in_cmd@(HsCase scrut matches) (stk, res_ty)
+tc_cmd env in_cmd@(HsCmdCase scrut matches) (stk, res_ty)
   = addErrCtxt (cmdCtxt in_cmd) $ do
       (scrut', scrut_ty) <- tcInferRho scrut 
       matches' <- tcMatchesCase match_ctxt scrut_ty matches res_ty
-      return (HsCase scrut' matches')
+      return (HsCmdCase scrut' matches')
   where
     match_ctxt = MC { mc_what = CaseAlt,
                       mc_body = mc_body }
-    mc_body body res_ty' = tcGuardedCmd env body stk res_ty'
+    mc_body body res_ty' = tcCmd env body (stk, res_ty')
 
-tc_cmd env (HsIf pred b1 b2) res_ty
-  = do         { pred' <- tcMonoExpr pred boolTy
-       ; b1'   <- tcCmd env b1 res_ty
-       ; b2'   <- tcCmd env b2 res_ty
-       ; return (HsIf pred' b1' b2')
+tc_cmd env (HsCmdIf Nothing pred b1 b2) res_ty    -- Ordinary 'if'
+  = do  { pred' <- tcMonoExpr pred boolTy
+        ; b1'   <- tcCmd env b1 res_ty
+        ; b2'   <- tcCmd env b2 res_ty
+        ; return (HsCmdIf Nothing pred' b1' b2')
+    }
+
+tc_cmd env (HsCmdIf (Just fun) pred b1 b2) res_ty -- Rebindable syntax for if
+  = do  { pred_ty <- newFlexiTyVarTy openTypeKind
+        -- For arrows, need ifThenElse :: forall r. T -> r -> r -> r
+        -- because we're going to apply it to the environment, not
+        -- the return value.
+        ; (_, [r_tv]) <- tcInstSkolTyVars [alphaTyVar]
+        ; let r_ty = mkTyVarTy r_tv
+        ; let if_ty = mkFunTys [pred_ty, r_ty, r_ty] r_ty
+        ; checkTc (not (r_tv `elemVarSet` tyVarsOfType pred_ty))
+                  (ptext (sLit "Predicate type of `ifThenElse' depends on result type"))
+        ; fun'  <- tcSyntaxOp IfOrigin fun if_ty
+        ; pred' <- tcMonoExpr pred pred_ty
+        ; b1'   <- tcCmd env b1 res_ty
+        ; b2'   <- tcCmd env b2 res_ty
+        ; return (HsCmdIf (Just fun') pred' b1' b2')
     }
 
 -------------------------------------------
---             Arrow application
---                 (f -< a)   or   (f -<< a)
+--              Arrow application
+--          (f -< a)   or   (f -<< a)
+--
+--   D   |- fun :: a t1 t2
+--   D,G |- arg :: t1
+--  ------------------------
+--   D;G |-a  fun -< arg :: stk --> t2
+--
+--   D,G |- fun :: a t1 t2
+--   D,G |- arg :: t1
+--  ------------------------
+--   D;G |-a  fun -<< arg :: stk --> t2
+--
+-- (plus -<< requires ArrowApply)
 
-tc_cmd env cmd@(HsArrApp fun arg _ ho_app lr) (cmd_stk, res_ty)
-  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
+tc_cmd env cmd@(HsCmdArrApp fun arg _ ho_app lr) (_, res_ty)
+  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)    $
     do  { arg_ty <- newFlexiTyVarTy openTypeKind
-       ; let fun_ty = mkCmdArrTy env (foldl mkPairTy arg_ty cmd_stk) res_ty
-
-       ; fun' <- select_arrow_scope (tcMonoExpr fun fun_ty)
+        ; let fun_ty = mkCmdArrTy env arg_ty res_ty
+        ; fun' <- select_arrow_scope (tcMonoExpr fun fun_ty)
+             -- ToDo: There should be no need for the escapeArrowScope stuff
+             -- See Note [Escaping the arrow scope] in TcRnTypes
 
-       ; arg' <- tcMonoExpr arg arg_ty
+        ; arg' <- tcMonoExpr arg arg_ty
 
-       ; return (HsArrApp fun' arg' fun_ty ho_app lr) }
+        ; return (HsCmdArrApp fun' arg' fun_ty ho_app lr) }
   where
-       -- Before type-checking f, use the environment of the enclosing
-       -- proc for the (-<) case.  
-       -- Local bindings, inside the enclosing proc, are not in scope 
-       -- inside f.  In the higher-order case (-<<), they are.
+       -- Before type-checking f, use the environment of the enclosing
+       -- proc for the (-<) case.  
+       -- Local bindings, inside the enclosing proc, are not in scope 
+       -- inside f.  In the higher-order case (-<<), they are.
     select_arrow_scope tc = case ho_app of
-       HsHigherOrderApp -> tc
-       HsFirstOrderApp  -> escapeArrowScope tc
+        HsHigherOrderApp -> tc
+        HsFirstOrderApp  -> escapeArrowScope tc
 
 -------------------------------------------
---             Command application
+--              Command application
+--
+-- D,G |-  exp : t
+-- D;G |-a cmd : (t,stk) --> res
+-- -----------------------------
+-- D;G |-a cmd exp : stk --> res
 
-tc_cmd env cmd@(HsApp fun arg) (cmd_stk, res_ty)
-  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
+tc_cmd env cmd@(HsCmdApp fun arg) (cmd_stk, res_ty)
+  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)    $
     do  { arg_ty <- newFlexiTyVarTy openTypeKind
-
-       ; fun' <- tcCmd env fun (arg_ty:cmd_stk, res_ty)
-
-       ; arg' <- tcMonoExpr arg arg_ty
-
-       ; return (HsApp fun' arg') }
+        ; fun'   <- tcCmd env fun (mkPairTy arg_ty cmd_stk, res_ty)
+        ; arg'   <- tcMonoExpr arg arg_ty
+        ; return (HsCmdApp fun' arg') }
 
 -------------------------------------------
---             Lambda
+--              Lambda
+--
+-- D;G,x:t |-a cmd : stk --> res
+-- ------------------------------
+-- D;G |-a (\x.cmd) : (t,stk) --> res
 
-tc_cmd env cmd@(HsLam (MatchGroup [L mtch_loc (match@(Match pats _maybe_rhs_sig grhss))] _))
+tc_cmd env 
+       (HsCmdLam (MG { mg_alts = [L mtch_loc (match@(Match pats _maybe_rhs_sig grhss))], mg_origin = origin }))
        (cmd_stk, res_ty)
-  = addErrCtxt (pprMatchInCtxt match_ctxt match)       $
-
-    do {       -- Check the cmd stack is big enough
-       ; checkTc (lengthAtLeast cmd_stk n_pats)
-                 (kappaUnderflow cmd)
-
-               -- Check the patterns, and the GRHSs inside
-       ; (pats', grhss') <- setSrcSpan mtch_loc                        $
-                            tcPats LambdaExpr pats cmd_stk res_ty      $
-                            tc_grhss grhss
-
-       ; let match' = L mtch_loc (Match pats' Nothing grhss')
-       ; return (HsLam (MatchGroup [match'] res_ty))
-       }
-
+  = addErrCtxt (pprMatchInCtxt match_ctxt match)        $
+    do  { (co, arg_tys, cmd_stk') <- matchExpectedCmdArgs n_pats cmd_stk
+
+                -- Check the patterns, and the GRHSs inside
+        ; (pats', grhss') <- setSrcSpan mtch_loc                $
+                             tcPats LambdaExpr pats arg_tys     $
+                             tc_grhss grhss cmd_stk' res_ty
+
+        ; let match' = L mtch_loc (Match pats' Nothing grhss')
+              arg_tys = map hsLPatType pats'
+              cmd' = HsCmdLam (MG { mg_alts = [match'], mg_arg_tys = arg_tys
+                                  , mg_res_ty = res_ty, mg_origin = origin })
+        ; return (mkHsCmdCast co cmd') }
   where
     n_pats     = length pats
-    stk'       = drop n_pats cmd_stk
-    match_ctxt = (LambdaExpr :: HsMatchContext Name)   -- Maybe KappaExpr?
+    match_ctxt = (LambdaExpr :: HsMatchContext Name)    -- Maybe KappaExpr?
     pg_ctxt    = PatGuard match_ctxt
 
-    tc_grhss (GRHSs grhss binds) res_ty
-       = do { (binds', grhss') <- tcLocalBinds binds $
-                                  mapM (wrapLocM (tc_grhs res_ty)) grhss
-            ; return (GRHSs grhss' binds') }
+    tc_grhss (GRHSs grhss binds) stk_ty res_ty
+        = do { (binds', grhss') <- tcLocalBinds binds $
+                                   mapM (wrapLocM (tc_grhs stk_ty res_ty)) grhss
+             ; return (GRHSs grhss' binds') }
 
-    tc_grhs res_ty (GRHS guards body)
-       = do { (guards', rhs') <- tcStmts pg_ctxt tcGuardStmt guards res_ty $
-                                 tcGuardedCmd env body stk'
-            ; return (GRHS guards' rhs') }
+    tc_grhs stk_ty res_ty (GRHS guards body)
+        = do { (guards', rhs') <- tcStmtsAndThen pg_ctxt tcGuardStmt guards res_ty $
+                                  \ res_ty -> tcCmd env body (stk_ty, res_ty)
+             ; return (GRHS guards' rhs') }
 
 -------------------------------------------
---             Do notation
+--              Do notation
 
-tc_cmd env cmd@(HsDo do_or_lc stmts body _ty) (cmd_stk, res_ty)
-  = do         { checkTc (null cmd_stk) (nonEmptyCmdStkErr cmd)
-       ; (stmts', body') <- tcStmts do_or_lc (tcMDoStmt tc_rhs) stmts res_ty $
-                            tcGuardedCmd env body []
-       ; return (HsDo do_or_lc stmts' body' res_ty) }
-  where
-    tc_rhs rhs = do { ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
-                   ; rhs' <- tcCmd env rhs ([], ty)
-                   ; return (rhs', ty) }
+tc_cmd env (HsCmdDo stmts _) (cmd_stk, res_ty)
+  = do  { co <- unifyType unitTy cmd_stk  -- Expecting empty argument stack
+        ; stmts' <- tcStmts ArrowExpr (tcArrDoStmt env) stmts res_ty 
+        ; return (mkHsCmdCast co (HsCmdDo stmts' res_ty)) }
 
 
 -----------------------------------------------------------------
---     Arrow ``forms''       (| e c1 .. cn |)
+--      Arrow ``forms''       (| e c1 .. cn |)
 --
---     G      |-b  c : [s1 .. sm] s
---     pop(G) |-   e : forall w. b ((w,s1) .. sm) s
---                             -> a ((w,t1) .. tn) t
---     e \not\in (s, s1..sm, t, t1..tn)
---     ----------------------------------------------
---     G |-a  (| e c |)  :  [t1 .. tn] t
-
-tc_cmd env cmd@(HsArrForm expr fixity cmd_args) (cmd_stk, res_ty)      
-  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)   $
-    do { cmds_w_tys <- zipWithM new_cmd_ty cmd_args [1..]
-       ; [w_tv]     <- tcInstSkolTyVars ArrowSkol [alphaTyVar]
-       ; let w_ty = mkTyVarTy w_tv     -- Just a convenient starting point
-
-               --  a ((w,t1) .. tn) t
-       ; let e_res_ty = mkCmdArrTy env (foldl mkPairTy w_ty cmd_stk) res_ty
-
-               --   b ((w,s1) .. sm) s
-               --   -> a ((w,t1) .. tn) t
-       ; let e_ty = mkFunTys [mkAppTys b [tup,s] | (_,_,b,tup,s) <- cmds_w_tys] 
-                             e_res_ty
-
-               -- Check expr
-       ; (expr', lie) <- escapeArrowScope (getLIE (tcMonoExpr expr e_ty))
-       ; loc <- getInstLoc (SigOrigin ArrowSkol)
-       ; inst_binds <- tcSimplifyCheck loc [w_tv] [] lie
-
-               -- Check that the polymorphic variable hasn't been unified with anything
-               -- and is not free in res_ty or the cmd_stk  (i.e.  t, t1..tn)
-       ; checkSigTyVarsWrt (tyVarsOfTypes (res_ty:cmd_stk)) [w_tv] 
-
-               -- OK, now we are in a position to unscramble 
-               -- the s1..sm and check each cmd
-       ; cmds' <- mapM (tc_cmd w_tv) cmds_w_tys
-
-       ; return (HsArrForm (noLoc $ HsWrap (WpTyLam w_tv) 
-                                              (unLoc $ mkHsDictLet inst_binds expr')) 
-                            fixity cmds')
-       }
+--      D; G |-a1 c1 : stk1 --> r1
+--      ...
+--      D; G |-an cn : stkn --> rn
+--      D |-  e :: forall e. a1 (e, stk1) t1
+--                                ...
+--                        -> an (e, stkn) tn
+--                        -> a  (e, stk) t
+--      e \not\in (stk, stk1, ..., stkm, t, t1, ..., tn)
+--      ----------------------------------------------
+--      D; G |-a  (| e c1 ... cn |)  :  stk --> t
+
+tc_cmd env cmd@(HsCmdArrForm expr fixity cmd_args) (cmd_stk, res_ty)    
+  = addErrCtxt (cmdCtxt cmd)    $
+    do  { (cmd_args', cmd_tys) <- mapAndUnzipM tc_cmd_arg cmd_args
+        ; let e_ty = mkForAllTy alphaTyVar $   -- We use alphaTyVar for 'w'
+                     mkFunTys cmd_tys $
+                     mkCmdArrTy env (mkPairTy alphaTy cmd_stk) res_ty
+        ; expr' <- tcPolyExpr expr e_ty
+        ; return (HsCmdArrForm expr' fixity cmd_args') }
+
   where
-       -- Make the types       
-       --      b, ((e,s1) .. sm), s
-    new_cmd_ty :: LHsCmdTop Name -> Int
-              -> TcM (LHsCmdTop Name, Int, TcType, TcType, TcType)
-    new_cmd_ty cmd i
-         = do  { b_ty   <- newFlexiTyVarTy arrowTyConKind
-               ; tup_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
-                       -- We actually make a type variable for the tuple
-                       -- because we don't know how deeply nested it is yet    
-               ; s_ty   <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
-               ; return (cmd, i, b_ty, tup_ty, s_ty)
-               }
-
-    tc_cmd w_tv (cmd, i, b, tup_ty, s)
-      = do { tup_ty' <- zonkTcType tup_ty
-          ; let (corner_ty, arg_tys) = unscramble tup_ty'
-
-               -- Check that it has the right shape:
-               --      ((w,s1) .. sn)
-               -- where the si do not mention w
-          ; checkTc (corner_ty `tcEqType` mkTyVarTy w_tv && 
-                     not (w_tv `elemVarSet` tyVarsOfTypes arg_tys))
-                    (badFormFun i tup_ty')
-
-          ; tcCmdTop (env { cmd_arr = b }) cmd arg_tys s }
-
-    unscramble :: TcType -> (TcType, [TcType])
-    -- unscramble ((w,s1) .. sn)       =  (w, [s1..sn])
-    unscramble ty = unscramble' ty []
-
-    unscramble' ty ss
-       = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
-           Just (tc, [t,s]) | tc == pairTyCon 
-              ->  unscramble' t (s:ss)
-           _ -> (ty, ss)
+    tc_cmd_arg :: LHsCmdTop Name -> TcM (LHsCmdTop TcId, TcType)
+    tc_cmd_arg cmd
+       = do { arr_ty <- newFlexiTyVarTy arrowTyConKind
+            ; stk_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+            ; res_ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+            ; let env' = env { cmd_arr = arr_ty }
+            ; cmd' <- tcCmdTop env' cmd (stk_ty, res_ty)
+            ; return (cmd',  mkCmdArrTy env' (mkPairTy alphaTy stk_ty) res_ty) }
 
 -----------------------------------------------------------------
---             Base case for illegal commands
+--              Base case for illegal commands
 -- This is where expressions that aren't commands get rejected
 
 tc_cmd _ cmd _
   = failWithTc (vcat [ptext (sLit "The expression"), nest 2 (ppr cmd), 
-                     ptext (sLit "was found where an arrow command was expected")])
+                      ptext (sLit "was found where an arrow command was expected")])
+
+
+matchExpectedCmdArgs :: Arity -> TcType -> TcM (TcCoercion, [TcType], TcType)
+matchExpectedCmdArgs 0 ty 
+  = return (mkTcNomReflCo ty, [], ty)
+matchExpectedCmdArgs n ty
+  = do { (co1, [ty1, ty2]) <- matchExpectedTyConApp pairTyCon ty  
+       ; (co2, tys, res_ty) <- matchExpectedCmdArgs (n-1) ty2
+       ; return (mkTcTyConAppCo Nominal pairTyCon [co1, co2], ty1:tys, res_ty) }
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
-               Helpers
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
+                Stmts
+%*                                                                      *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+--------------------------------
+--      Mdo-notation
+-- The distinctive features here are
+--      (a) RecStmts, and
+--      (b) no rebindable syntax
+
+tcArrDoStmt :: CmdEnv -> TcCmdStmtChecker
+tcArrDoStmt env _ (LastStmt rhs _) res_ty thing_inside
+  = do  { rhs' <- tcCmd env rhs (unitTy, res_ty)
+        ; thing <- thing_inside (panic "tcArrDoStmt")
+        ; return (LastStmt rhs' noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcArrDoStmt env _ (BodyStmt rhs _ _ _) res_ty thing_inside
+  = do  { (rhs', elt_ty) <- tc_arr_rhs env rhs
+        ; thing          <- thing_inside res_ty
+        ; return (BodyStmt rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr elt_ty, thing) }
+
+tcArrDoStmt env ctxt (BindStmt pat rhs _ _) res_ty thing_inside
+  = do  { (rhs', pat_ty) <- tc_arr_rhs env rhs
+        ; (pat', thing)  <- tcPat (StmtCtxt ctxt) pat pat_ty $
+                            thing_inside res_ty
+        ; return (BindStmt pat' rhs' noSyntaxExpr noSyntaxExpr, thing) }
+
+tcArrDoStmt env ctxt (RecStmt { recS_stmts = stmts, recS_later_ids = later_names
+                            , recS_rec_ids = rec_names }) res_ty thing_inside
+  = do  { let tup_names = rec_names ++ filterOut (`elem` rec_names) later_names
+        ; tup_elt_tys <- newFlexiTyVarTys (length tup_names) liftedTypeKind
+        ; let tup_ids = zipWith mkLocalId tup_names tup_elt_tys
+        ; tcExtendIdEnv tup_ids $ do
+        { (stmts', tup_rets)
+                <- tcStmtsAndThen ctxt (tcArrDoStmt env) stmts res_ty   $ \ _res_ty' ->
+                        -- ToDo: res_ty not really right
+                   zipWithM tcCheckId tup_names tup_elt_tys
+
+        ; thing <- 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)
+
+        ; let rec_ids = takeList rec_names tup_ids
+        ; later_ids <- tcLookupLocalIds later_names
+
+        ; let rec_rets = takeList rec_names tup_rets
+        ; let ret_table = zip tup_ids tup_rets
+        ; let later_rets = [r | i <- later_ids, (j, r) <- ret_table, i == j]
+
+        ; return (emptyRecStmt { recS_stmts = stmts', recS_later_ids = later_ids
+                               , recS_later_rets = later_rets
+                               , recS_rec_ids = rec_ids, recS_rec_rets = rec_rets
+                               , recS_ret_ty = res_ty }, thing)
+        }}
+
+tcArrDoStmt _ _ stmt _ _
+  = pprPanic "tcArrDoStmt: unexpected Stmt" (ppr stmt)
+
+tc_arr_rhs :: CmdEnv -> LHsCmd Name -> TcM (LHsCmd TcId, TcType)
+tc_arr_rhs env rhs = do { ty <- newFlexiTyVarTy liftedTypeKind
+                        ; rhs' <- tcCmd env rhs (unitTy, ty)
+                        ; return (rhs', ty) }
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                      *
+                Helpers
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
 
@@ -322,33 +408,18 @@ tc_cmd _ cmd _
 mkPairTy :: Type -> Type -> Type
 mkPairTy t1 t2 = mkTyConApp pairTyCon [t1,t2]
 
-arrowTyConKind :: Kind         --  *->*->*
+arrowTyConKind :: Kind          --  *->*->*
 arrowTyConKind = mkArrowKinds [liftedTypeKind, liftedTypeKind] liftedTypeKind
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
-%*                                                                     *
-               Errors
-%*                                                                     *
+%*                                                                      *
+                Errors
+%*                                                                      *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-cmdCtxt :: HsExpr Name -> SDoc
+cmdCtxt :: HsCmd Name -> SDoc
 cmdCtxt cmd = ptext (sLit "In the command:") <+> ppr cmd
-
-nonEmptyCmdStkErr :: HsExpr Name -> SDoc
-nonEmptyCmdStkErr cmd
-  = hang (ptext (sLit "Non-empty command stack at command:"))
-        4 (ppr cmd)
-
-kappaUnderflow :: HsExpr Name -> SDoc
-kappaUnderflow cmd
-  = hang (ptext (sLit "Command stack underflow at command:"))
-        4 (ppr cmd)
-
-badFormFun :: Int -> TcType -> SDoc
-badFormFun i tup_ty'
- = hang (ptext (sLit "The type of the") <+> speakNth i <+> ptext (sLit "argument of a command form has the wrong shape"))
-       4 (ptext (sLit "Argument type:") <+> ppr tup_ty')
 \end{code}