[project @ 2001-03-13 14:58:25 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMonoType.lhs
index 86963d3..445c519 100644 (file)
 \section[TcMonoType]{Typechecking user-specified @MonoTypes@}
 
 \begin{code}
-module TcMonoType ( tcHsType, tcHsTypeKind, tcHsTopType, tcHsTopBoxedType, tcHsTopTypeKind,
-                   tcContext, tcHsTyVar, kcHsTyVar,
-                   tcExtendTyVarScope, tcExtendTopTyVarScope,
+module TcMonoType ( tcHsType, tcHsRecType, tcIfaceType,
+                   tcHsSigType, tcHsLiftedSigType, 
+                   tcRecTheta, checkAmbiguity,
+
+                       -- Kind checking
+                   kcHsTyVar, kcHsTyVars, mkTyClTyVars,
+                   kcHsType, kcHsSigType, kcHsLiftedSigType, kcHsContext,
+                   tcTyVars, tcHsTyVars, mkImmutTyVars,
+
                    TcSigInfo(..), tcTySig, mkTcSig, maybeSig,
                    checkSigTyVars, sigCtxt, sigPatCtxt
                  ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsType(..), HsTyVar(..), MonoUsageAnn(..),
-                          Sig(..), pprClassAssertion, pprParendHsType )
-import RnHsSyn         ( RenamedHsType, RenamedContext, RenamedSig )
+import HsSyn           ( HsType(..), HsTyVarBndr(..),
+                          Sig(..), HsPred(..), pprParendHsType, HsTupCon(..), hsTyVarNames )
+import RnHsSyn         ( RenamedHsType, RenamedHsPred, RenamedContext, RenamedSig )
 import TcHsSyn         ( TcId )
 
 import TcMonad
-import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, tcLookupTy, tcGetValueEnv, tcGetInScopeTyVars,
-                          tcExtendUVarEnv, tcLookupUVar,
-                         tcGetGlobalTyVars, valueEnvIds, TcTyThing(..)
+import TcEnv           ( tcExtendTyVarEnv, tcLookup, tcLookupGlobal,
+                         tcGetGlobalTyVars, tcEnvTcIds, tcEnvTyVars,
+                         TyThing(..), TcTyThing(..), tcExtendKindEnv
                        )
-import TcType          ( TcType, TcKind, TcTyVar, TcThetaType, TcTauType,
-                         typeToTcType, kindToTcKind,
+import TcType          ( TcKind, TcTyVar, TcThetaType, TcTauType,
                          newKindVar, tcInstSigVar,
-                         zonkTcKindToKind, zonkTcTypeToType, zonkTcTyVars, zonkTcType
+                         zonkKindEnv, zonkTcType, zonkTcTyVars, zonkTcTyVar
                        )
-import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), newMethodWithGivenTy, instToIdBndr )
-import TcUnify         ( unifyKind, unifyKinds, unifyTypeKind )
-import Type            ( Type, ThetaType, UsageAnn(..),
-                         mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkFunTy, mkSynTy, mkUsgTy,
-                          mkUsForAllTy, zipFunTys,
-                         mkSigmaTy, mkDictTy, mkTyConApp, mkAppTys, splitForAllTys, splitRhoTy,
-                         boxedTypeKind, unboxedTypeKind, tyVarsOfType,
-                         mkArrowKinds, getTyVar_maybe, getTyVar,
-                         tidyOpenType, tidyOpenTypes, tidyTyVar
+import Inst            ( Inst, InstOrigin(..), newMethodWithGivenTy, instToId )
+import FunDeps         ( grow )
+import TcUnify         ( unifyKind, unifyOpenTypeKind )
+import Unify           ( allDistinctTyVars )
+import Type            ( Type, Kind, PredType(..), ThetaType, SigmaType, TauType,
+                         mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkFunTy, mkSynTy,
+                          zipFunTys, hoistForAllTys,
+                         mkSigmaTy, mkPredTy, mkTyConApp,
+                         mkAppTys, splitForAllTys, splitRhoTy, mkRhoTy,
+                         liftedTypeKind, unliftedTypeKind, mkArrowKind,
+                         mkArrowKinds, getTyVar_maybe, getTyVar, splitFunTy_maybe,
+                         tidyOpenType, tidyOpenTypes, tidyTyVar, tidyTyVars,
+                         tyVarsOfType, tyVarsOfPred, mkForAllTys,
+                         isUnboxedTupleType, isForAllTy, isIPPred
                        )
+import PprType         ( pprType, pprPred )
 import Subst           ( mkTopTyVarSubst, substTy )
-import Id              ( mkVanillaId, idName, idType, idFreeTyVars )
-import Var             ( TyVar, mkTyVar, mkNamedUVar )
+import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
+import Id              ( mkLocalId, idName, idType )
+import Var             ( Id, Var, TyVar, mkTyVar, tyVarKind )
 import VarEnv
 import VarSet
-import Bag             ( bagToList )
 import ErrUtils                ( Message )
-import PrelInfo                ( cCallishClassKeys )
-import TyCon           ( TyCon )
-import Name            ( Name, OccName, isLocallyDefined )
-import TysWiredIn      ( mkListTy, mkTupleTy, mkUnboxedTupleTy )
+import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon, tyConArity, tyConKind )
+import Class           ( classArity, classTyCon )
+import Name            ( Name )
+import TysWiredIn      ( mkListTy, mkTupleTy, genUnitTyCon )
+import BasicTypes      ( Boxity(..), RecFlag(..), isRec )
 import SrcLoc          ( SrcLoc )
-import Unique          ( Unique, Uniquable(..) )
-import Util            ( zipWithEqual, zipLazy, mapAccumL )
+import Util            ( mapAccumL, isSingleton )
 import Outputable
+
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+\subsection{Kind checking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Kind checking
+~~~~~~~~~~~~~
+When we come across the binding site for some type variables, we
+proceed in two stages
+
+1. Figure out what kind each tyvar has
+
+2. Create suitably-kinded tyvars, 
+   extend the envt, 
+   and typecheck the body
+
+To do step 1, we proceed thus:
+
+1a. Bind each type variable to a kind variable
+1b. Apply the kind checker
+1c. Zonk the resulting kinds
+
+The kind checker is passed to tcHsTyVars as an argument.  
+
+For example, when we find
+       (forall a m. m a -> m a)
+we bind a,m to kind varibles and kind-check (m a -> m a).  This
+makes a get kind *, and m get kind *->*.  Now we typecheck (m a -> m a)
+in an environment that binds a and m suitably.
+
+The kind checker passed to tcHsTyVars needs to look at enough to
+establish the kind of the tyvar:
+  * For a group of type and class decls, it's just the group, not
+       the rest of the program
+  * For a tyvar bound in a pattern type signature, its the types
+       mentioned in the other type signatures in that bunch of patterns
+  * For a tyvar bound in a RULE, it's the type signatures on other
+       universally quantified variables in the rule
+
+Note that this may occasionally give surprising results.  For example:
+
+       data T a b = MkT (a b)
+
+Here we deduce                 a::*->*, b::*.
+But equally valid would be
+                               a::(*->*)-> *, b::*->*
+
+\begin{code}
+tcHsTyVars :: [HsTyVarBndr Name] 
+          -> TcM a                             -- The kind checker
+          -> ([TyVar] -> TcM b)
+          -> TcM b
+
+tcHsTyVars [] kind_check thing_inside = thing_inside []
+       -- A useful short cut for a common case!
+  
+tcHsTyVars tv_names kind_check thing_inside
+  = kcHsTyVars tv_names                                `thenNF_Tc` \ tv_names_w_kinds ->
+    tcExtendKindEnv tv_names_w_kinds kind_check                `thenTc_`
+    zonkKindEnv tv_names_w_kinds                       `thenNF_Tc` \ tvs_w_kinds ->
+    let
+       tyvars = mkImmutTyVars tvs_w_kinds
+    in
+    tcExtendTyVarEnv tyvars (thing_inside tyvars)
+
+tcTyVars :: [Name] 
+            -> TcM a                           -- The kind checker
+            -> TcM [TyVar]
+tcTyVars [] kind_check = returnTc []
+
+tcTyVars tv_names kind_check
+  = mapNF_Tc newNamedKindVar tv_names          `thenTc` \ kind_env ->
+    tcExtendKindEnv kind_env kind_check                `thenTc_`
+    zonkKindEnv kind_env                       `thenNF_Tc` \ tvs_w_kinds ->
+    listNF_Tc [tcNewSigTyVar name kind | (name,kind) <- tvs_w_kinds]
+\end{code}
+    
+
+\begin{code}
+kcHsTyVar  :: HsTyVarBndr name   -> NF_TcM (name, TcKind)
+kcHsTyVars :: [HsTyVarBndr name] -> NF_TcM [(name, TcKind)]
+
+kcHsTyVar (UserTyVar name)       = newNamedKindVar name
+kcHsTyVar (IfaceTyVar name kind) = returnNF_Tc (name, kind)
+
+kcHsTyVars tvs = mapNF_Tc kcHsTyVar tvs
+
+newNamedKindVar name = newKindVar      `thenNF_Tc` \ kind ->
+                      returnNF_Tc (name, kind)
+
+---------------------------
+kcLiftedType :: RenamedHsType -> TcM ()
+       -- The type ty must be a *lifted* *type*
+kcLiftedType ty
+  = kcHsType ty                                `thenTc` \ kind ->
+    tcAddErrCtxt (typeKindCtxt ty)     $
+    unifyKind liftedTypeKind kind
+    
+---------------------------
+kcTypeType :: RenamedHsType -> TcM ()
+       -- The type ty must be a *type*, but it can be lifted or unlifted.
+kcTypeType ty
+  = kcHsType ty                                `thenTc` \ kind ->
+    tcAddErrCtxt (typeKindCtxt ty)     $
+    unifyOpenTypeKind kind
+
+---------------------------
+kcHsSigType, kcHsLiftedSigType :: RenamedHsType -> TcM ()
+       -- Used for type signatures
+kcHsSigType     = kcTypeType
+kcHsLiftedSigType = kcLiftedType
+
+---------------------------
+kcHsType :: RenamedHsType -> TcM TcKind
+kcHsType (HsTyVar name)              = kcTyVar name
+
+kcHsType (HsListTy ty)
+  = kcLiftedType ty            `thenTc` \ tau_ty ->
+    returnTc liftedTypeKind
+
+kcHsType (HsTupleTy (HsTupCon _ boxity _) tys)
+  = mapTc kcTypeType tys       `thenTc_`
+    returnTc (case boxity of
+                 Boxed   -> liftedTypeKind
+                 Unboxed -> unliftedTypeKind)
+
+kcHsType (HsFunTy ty1 ty2)
+  = kcTypeType ty1     `thenTc_`
+    kcTypeType ty2     `thenTc_`
+    returnTc liftedTypeKind
+
+kcHsType ty@(HsOpTy ty1 op ty2)
+  = kcTyVar op                         `thenTc` \ op_kind ->
+    kcHsType ty1                       `thenTc` \ ty1_kind ->
+    kcHsType ty2                       `thenTc` \ ty2_kind ->
+    tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr ty))        $
+    kcAppKind op_kind  ty1_kind                `thenTc` \ op_kind' ->
+    kcAppKind op_kind' ty2_kind
+   
+kcHsType (HsPredTy pred)
+  = kcHsPred pred              `thenTc_`
+    returnTc liftedTypeKind
+
+kcHsType ty@(HsAppTy ty1 ty2)
+  = kcHsType ty1                       `thenTc` \ tc_kind ->
+    kcHsType ty2                       `thenTc` \ arg_kind ->
+    tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr ty))        $
+    kcAppKind tc_kind arg_kind
+
+kcHsType (HsForAllTy (Just tv_names) context ty)
+  = kcHsTyVars tv_names                `thenNF_Tc` \ kind_env ->
+    tcExtendKindEnv kind_env   $
+    kcHsContext context                `thenTc_`
+    kcHsType ty                        `thenTc_`
+    returnTc liftedTypeKind
+
+---------------------------
+kcAppKind fun_kind arg_kind
+  = case splitFunTy_maybe fun_kind of 
+       Just (arg_kind', res_kind)
+               -> unifyKind arg_kind arg_kind' `thenTc_`
+                  returnTc res_kind
+
+       Nothing -> newKindVar                                           `thenNF_Tc` \ res_kind ->
+                  unifyKind fun_kind (mkArrowKind arg_kind res_kind)   `thenTc_`
+                  returnTc res_kind
+
+
+---------------------------
+kcHsContext ctxt = mapTc_ kcHsPred ctxt
+
+kcHsPred :: RenamedHsPred -> TcM ()
+kcHsPred pred@(HsIParam name ty)
+  = tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr pred))      $
+    kcLiftedType ty
+
+kcHsPred pred@(HsClassP cls tys)
+  = tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr pred))      $
+    kcClass cls                                        `thenTc` \ kind ->
+    mapTc kcHsType tys                         `thenTc` \ arg_kinds ->
+    unifyKind kind (mkArrowKinds arg_kinds liftedTypeKind)
+
+ ---------------------------
+kcTyVar name   -- Could be a tyvar or a tycon
+  = tcLookup name      `thenTc` \ thing ->
+    case thing of 
+       AThing kind         -> returnTc kind
+       ATyVar tv           -> returnTc (tyVarKind tv)
+       AGlobal (ATyCon tc) -> returnTc (tyConKind tc) 
+       other               -> failWithTc (wrongThingErr "type" thing name)
+
+kcClass cls    -- Must be a class
+  = tcLookup cls                               `thenNF_Tc` \ thing -> 
+    case thing of
+       AThing kind           -> returnTc kind
+       AGlobal (AClass cls)  -> returnTc (tyConKind (classTyCon cls))
+       other                 -> failWithTc (wrongThingErr "class" thing cls)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{Checking types}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-tcHsType and tcHsTypeKind
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+tcHsSigType and tcHsLiftedSigType
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+tcHsSigType and tcHsLiftedSigType are used for type signatures written by the programmer
+
+  * We hoist any inner for-alls to the top
 
-tcHsType checks that the type really is of kind Type!
+  * Notice that we kind-check first, because the type-check assumes
+       that the kinds are already checked.
+
+  * They are only called when there are no kind vars in the environment
+       so the kind returned is indeed a Kind not a TcKind
 
 \begin{code}
-tcHsType :: RenamedHsType -> TcM s TcType
-tcHsType ty
-  = -- tcAddErrCtxt (typeCtxt ty)              $
-    tc_type ty
-
-tcHsTypeKind    :: RenamedHsType -> TcM s (TcKind, TcType)
-tcHsTypeKind ty 
-  = -- tcAddErrCtxt (typeCtxt ty)              $
-    tc_type_kind ty
-
--- Type-check a type, *and* then lazily zonk it.  The important
--- point is that this zonks all the uncommitted *kind* variables
--- in kinds of any any nested for-all tyvars.
--- There won't be any mutable *type* variables at all.
---
--- NOTE the forkNF_Tc.  This makes the zonking lazy, which is
--- absolutely necessary.  During the type-checking of a recursive
--- group of tycons/classes (TcTyClsDecls.tcGroup) we use an
--- environment in which we aren't allowed to look at the actual
--- tycons/classes returned from a lookup. Because tc_app does
--- look at the tycon to build the type, we can't look at the type
--- either, until we get out of the loop.   The fork delays the
--- zonking till we've completed the loop.  Sigh.
-
-tcHsTopType :: RenamedHsType -> TcM s Type
-tcHsTopType ty
-  = -- tcAddErrCtxt (typeCtxt ty)              $
-    tc_type ty                         `thenTc` \ ty' ->
-    forkNF_Tc (zonkTcTypeToType ty')
-
-tcHsTopTypeKind :: RenamedHsType -> TcM s (TcKind, Type)
-tcHsTopTypeKind ty
-  = -- tcAddErrCtxt (typeCtxt ty)              $
-    tc_type_kind ty                            `thenTc` \ (kind, ty') ->
-    forkNF_Tc (zonkTcTypeToType ty')           `thenTc` \ zonked_ty ->
-    returnNF_Tc (kind, zonked_ty)
-
-tcHsTopBoxedType :: RenamedHsType -> TcM s Type
-tcHsTopBoxedType ty
-  = -- tcAddErrCtxt (typeCtxt ty)              $
-    tc_boxed_type ty                   `thenTc` \ ty' ->
-    forkNF_Tc (zonkTcTypeToType ty')
+tcHsSigType, tcHsLiftedSigType :: RenamedHsType -> TcM Type
+  -- Do kind checking, and hoist for-alls to the top
+tcHsSigType       ty = kcTypeType   ty `thenTc_` tcHsType ty   
+tcHsLiftedSigType ty = kcLiftedType ty `thenTc_` tcHsType ty
+
+tcHsType    ::            RenamedHsType -> TcM Type
+tcHsRecType :: RecFlag -> RenamedHsType -> TcM Type
+  -- Don't do kind checking, but do hoist for-alls to the top
+  -- These are used in type and class decls, where kinding is
+  -- done in advance
+tcHsType             ty = tc_type NonRecursive ty  `thenTc` \ ty' ->  returnTc (hoistForAllTys ty')
+tcHsRecType wimp_out ty = tc_type wimp_out     ty  `thenTc` \ ty' ->  returnTc (hoistForAllTys ty')
+
+-- In interface files the type is already kinded,
+-- and we definitely don't want to hoist for-alls.
+-- Otherwise we'll change
+--     dmfail :: forall m:(*->*) Monad m => forall a:* => String -> m a
+-- into 
+--     dmfail :: forall m:(*->*) a:* Monad m => String -> m a
+-- which definitely isn't right!
+tcIfaceType ty = tc_type NonRecursive ty
 \end{code}
 
 
-The main work horse
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{tc_type}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+tc_type, the main work horse
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+       -------------------
+       *** BIG WARNING ***
+       -------------------
+
+tc_type is used to typecheck the types in the RHS of data
+constructors.  In the case of recursive data types, that means that
+the type constructors themselves are (partly) black holes.  e.g.
+
+       data T a = MkT a [T a]
+
+While typechecking the [T a] on the RHS, T itself is not yet fully
+defined.  That in turn places restrictions on what you can check in
+tcHsType; if you poke on too much you get a black hole.  I keep
+forgetting this, hence this warning!
+
+The wimp_out argument tells when we are in a mutually-recursive
+group of type declarations, so omit various checks else we
+get a black hole.  They'll be done again later, in TcTyClDecls.tcGroup.
+
+       --------------------------
+       *** END OF BIG WARNING ***
+       --------------------------
+
 
 \begin{code}
-tc_boxed_type :: RenamedHsType -> TcM s Type
-tc_boxed_type ty
-  = tc_type_kind ty                                    `thenTc` \ (actual_kind, tc_ty) ->
-    tcAddErrCtxt (typeKindCtxt ty)
-                (unifyKind boxedTypeKind actual_kind)  `thenTc_`
-    returnTc tc_ty
-
-tc_type :: RenamedHsType -> TcM s Type
-tc_type ty
-       -- The type ty must be a *type*, but it can be boxed
-       -- or unboxed.  So we check that is is of form (Type bv)
-       -- using unifyTypeKind
-  = tc_type_kind ty                            `thenTc` \ (actual_kind, tc_ty) ->
-    tcAddErrCtxt (typeKindCtxt ty)
-                (unifyTypeKind actual_kind)    `thenTc_`
-    returnTc tc_ty
-
-tc_type_kind :: RenamedHsType -> TcM s (TcKind, Type)
-tc_type_kind ty@(MonoTyVar name)
-  = tc_app ty []
-    
-tc_type_kind (MonoListTy ty)
-  = tc_boxed_type ty           `thenTc` \ tau_ty ->
-    returnTc (boxedTypeKind, mkListTy tau_ty)
-
-tc_type_kind (MonoTupleTy tys True {-boxed-})
-  = mapTc tc_boxed_type tys    `thenTc` \ tau_tys ->
-    returnTc (boxedTypeKind, mkTupleTy (length tys) tau_tys)
-
-tc_type_kind (MonoTupleTy tys False {-unboxed-})
-  = mapTc tc_type tys                  `thenTc` \ tau_tys ->
-    returnTc (unboxedTypeKind, mkUnboxedTupleTy (length tys) tau_tys)
-
-tc_type_kind (MonoFunTy ty1 ty2)
-  = tc_type ty1        `thenTc` \ tau_ty1 ->
-    tc_type ty2        `thenTc` \ tau_ty2 ->
-    returnTc (boxedTypeKind, mkFunTy tau_ty1 tau_ty2)
-
-tc_type_kind (MonoTyApp ty1 ty2)
-  = tc_app ty1 [ty2]
-
-tc_type_kind (MonoDictTy class_name tys)
-  = tcClassAssertion (class_name, tys) `thenTc` \ (clas, arg_tys) ->
-    returnTc (boxedTypeKind, mkDictTy clas arg_tys)
-
-tc_type_kind (MonoUsgTy usg ty)
-  = newUsg usg                          `thenTc` \ usg' ->
-    tc_type_kind ty                     `thenTc` \ (kind, tc_ty) ->
-    returnTc (kind, mkUsgTy usg' tc_ty)
-  where
-    newUsg usg = case usg of
-                   MonoUsOnce        -> returnTc UsOnce
-                   MonoUsMany        -> returnTc UsMany
-                   MonoUsVar uv_name -> tcLookupUVar uv_name `thenTc` \ uv ->
-                                        returnTc (UsVar uv)
+tc_type :: RecFlag -> RenamedHsType -> TcM Type
+
+tc_type wimp_out ty@(HsTyVar name)
+  = tc_app wimp_out ty []
 
-tc_type_kind (MonoUsgForAllTy uv_name ty)
+tc_type wimp_out (HsListTy ty)
+  = tc_arg_type wimp_out ty    `thenTc` \ tau_ty ->
+    returnTc (mkListTy tau_ty)
+
+tc_type wimp_out (HsTupleTy (HsTupCon _ boxity arity) tys)
+  = ASSERT( arity == length tys )
+    mapTc tc_tup_arg tys       `thenTc` \ tau_tys ->
+    returnTc (mkTupleTy boxity arity tau_tys)
+  where
+    tc_tup_arg = case boxity of
+                  Boxed   -> tc_arg_type wimp_out
+                  Unboxed -> tc_type     wimp_out 
+       -- Unboxed tuples can have polymorphic or unboxed args.
+       -- This happens in the workers for functions returning
+       -- product types with polymorphic components
+
+tc_type wimp_out (HsFunTy ty1 ty2)
+  = tc_type wimp_out ty1                       `thenTc` \ tau_ty1 ->
+       -- Function argument can be polymorphic, but
+       -- must not be an unboxed tuple
+    checkTc (not (isUnboxedTupleType tau_ty1))
+           (ubxArgTyErr ty1)                   `thenTc_`
+    tc_type wimp_out ty2                       `thenTc` \ tau_ty2 ->
+    returnTc (mkFunTy tau_ty1 tau_ty2)
+
+tc_type wimp_out (HsNumTy n)
+  = ASSERT(n== 1)
+    returnTc (mkTyConApp genUnitTyCon [])
+
+tc_type wimp_out (HsOpTy ty1 op ty2) =
+  tc_arg_type wimp_out ty1 `thenTc` \ tau_ty1 ->
+  tc_arg_type wimp_out ty2 `thenTc` \ tau_ty2 ->
+  tc_fun_type op [tau_ty1,tau_ty2]
+
+tc_type wimp_out (HsAppTy ty1 ty2)
+  = tc_app wimp_out ty1 [ty2]
+
+tc_type wimp_out (HsPredTy pred)
+  = tc_pred wimp_out pred      `thenTc` \ pred' ->
+    returnTc (mkPredTy pred')
+
+tc_type wimp_out full_ty@(HsForAllTy (Just tv_names) ctxt ty)
   = let
-        uv = mkNamedUVar uv_name
-    in
-    tcExtendUVarEnv uv_name uv $
-      tc_type_kind ty                     `thenTc` \ (kind, tc_ty) ->
-      returnTc (kind, mkUsForAllTy uv tc_ty)
-
-tc_type_kind (HsForAllTy (Just tv_names) context ty)
-  = tcExtendTyVarScope tv_names                $ \ tyvars -> 
-    tcContext context                  `thenTc` \ theta ->
-    tc_type_kind ty                    `thenTc` \ (kind, tau) ->
-    let
-       body_kind | null theta = kind
-                 | otherwise  = boxedTypeKind
-               -- Context behaves like a function type
-               -- This matters.  Return-unboxed-tuple analysis can
-               -- give overloaded functions like
-               --      f :: forall a. Num a => (# a->a, a->a #)
-               -- And we want these to get through the type checker
+       kind_check = kcHsContext ctxt `thenTc_` kcHsType ty
     in
-    returnTc (body_kind, mkSigmaTy tyvars theta tau)
+    tcHsTyVars tv_names kind_check                     $ \ tyvars ->
+    tcRecTheta wimp_out ctxt                           `thenTc` \ theta ->
+
+       -- Context behaves like a function type
+       -- This matters.  Return-unboxed-tuple analysis can
+       -- give overloaded functions like
+       --      f :: forall a. Num a => (# a->a, a->a #)
+       -- And we want these to get through the type checker
+    (if null theta then
+       tc_arg_type wimp_out ty
+     else
+       tc_type wimp_out ty
+    )                                                  `thenTc` \ tau ->
+
+    checkAmbiguity wimp_out is_source tyvars theta tau
+  where
+    is_source = case tv_names of
+                  (UserTyVar _ : _) -> True
+                  other             -> False
+
+
+  -- tc_arg_type checks that the argument of a 
+  -- type appplication isn't a for-all type or an unboxed tuple type
+  -- For example, we want to reject things like:
+  --
+  --   instance Ord a => Ord (forall s. T s a)
+  -- and
+  --   g :: T s (forall b.b)
+  --
+  -- Other unboxed types are very occasionally allowed as type
+  -- arguments depending on the kind of the type constructor
+
+tc_arg_type wimp_out arg_ty    
+  | isRec wimp_out
+  = tc_type wimp_out arg_ty
+
+  | otherwise
+  = tc_type wimp_out arg_ty                                            `thenTc` \ arg_ty' ->
+    checkTc (not (isForAllTy arg_ty'))        (polyArgTyErr arg_ty)    `thenTc_`
+    checkTc (not (isUnboxedTupleType arg_ty')) (ubxArgTyErr arg_ty)    `thenTc_`
+    returnTc arg_ty'
+
+tc_arg_types wimp_out arg_tys = mapTc (tc_arg_type wimp_out) arg_tys
 \end{code}
 
 Help functions for type applications
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 \begin{code}
-tc_app (MonoTyApp ty1 ty2) tys
-  = tc_app ty1 (ty2:tys)
-
-tc_app ty tys
-  | null tys
-  = tc_fun_type ty []
+tc_app :: RecFlag -> RenamedHsType -> [RenamedHsType] -> TcM Type
+tc_app wimp_out (HsAppTy ty1 ty2) tys
+  = tc_app wimp_out ty1 (ty2:tys)
 
-  | otherwise
+tc_app wimp_out ty tys
   = tcAddErrCtxt (appKindCtxt pp_app)  $
-    mapAndUnzipTc tc_type_kind tys     `thenTc` \ (arg_kinds, arg_tys) ->
-    tc_fun_type ty arg_tys             `thenTc` \ (fun_kind, result_ty) ->
-
-       -- Check argument compatibility
-    newKindVar                                 `thenNF_Tc` \ result_kind ->
-    unifyKind fun_kind (mkArrowKinds arg_kinds result_kind)
-                                       `thenTc_`
-    returnTc (result_kind, result_ty)
+    tc_arg_types wimp_out tys          `thenTc` \ arg_tys ->
+    case ty of
+       HsTyVar fun -> tc_fun_type fun arg_tys
+       other       -> tc_type wimp_out ty              `thenTc` \ fun_ty ->
+                      returnNF_Tc (mkAppTys fun_ty arg_tys)
   where
     pp_app = ppr ty <+> sep (map pprParendHsType tys)
 
--- (tc_fun_type ty arg_tys) returns (kind-of ty, mkAppTys ty arg_tys)
+-- (tc_fun_type ty arg_tys) returns (mkAppTys ty arg_tys)
 -- But not quite; for synonyms it checks the correct arity, and builds a SynTy
 --     hence the rather strange functionality.
 
-tc_fun_type (MonoTyVar name) arg_tys
-  = tcLookupTy name                    `thenTc` \ (tycon_kind, maybe_arity, thing) ->
+tc_fun_type name arg_tys
+  = tcLookup name                      `thenTc` \ thing ->
     case thing of
-       ATyVar tv   -> returnTc (tycon_kind, mkAppTys (mkTyVarTy tv) arg_tys)
-       AClass clas -> failWithTc (classAsTyConErr name)
-       ATyCon tc   -> case maybe_arity of
-                        Nothing ->     -- Data or newtype
-                                       returnTc (tycon_kind, mkTyConApp tc arg_tys)
-
-                        Just arity ->  -- Type synonym
-                                 checkTc (arity <= n_args) err_msg     `thenTc_`
-                                 returnTc (tycon_kind, result_ty)
-                          where
-                               -- It's OK to have an *over-applied* type synonym
-                               --      data Tree a b = ...
-                               --      type Foo a = Tree [a]
-                               --      f :: Foo a b -> ...
-                             result_ty = mkAppTys (mkSynTy tc (take arity arg_tys))
-                                                  (drop arity arg_tys)
-                             err_msg = arityErr "type synonym" name arity n_args
-                             n_args  = length arg_tys
-
-tc_fun_type ty arg_tys
-  = tc_type_kind ty            `thenTc` \ (fun_kind, fun_ty) ->
-    returnTc (fun_kind, mkAppTys fun_ty arg_tys)
+       ATyVar tv -> returnTc (mkAppTys (mkTyVarTy tv) arg_tys)
+
+       AGlobal (ATyCon tc)
+               | isSynTyCon tc ->  checkTc arity_ok err_msg    `thenTc_`
+                                   returnTc (mkAppTys (mkSynTy tc (take arity arg_tys))
+                                                      (drop arity arg_tys))
+
+               | otherwise       ->  returnTc (mkTyConApp tc arg_tys)
+               where
+
+                   arity_ok = arity <= n_args 
+                   arity = tyConArity tc
+                       -- It's OK to have an *over-applied* type synonym
+                       --      data Tree a b = ...
+                       --      type Foo a = Tree [a]
+                       --      f :: Foo a b -> ...
+                   err_msg = arityErr "Type synonym" name arity n_args
+                   n_args  = length arg_tys
+
+       other -> failWithTc (wrongThingErr "type constructor" thing name)
 \end{code}
 
 
 Contexts
 ~~~~~~~~
 \begin{code}
-
-tcContext :: RenamedContext -> TcM s ThetaType
-tcContext context
-  =    --Someone discovered that @CCallable@ and @CReturnable@
-       -- could be used in contexts such as:
-       --      foo :: CCallable a => a -> PrimIO Int
-       -- Doing this utterly wrecks the whole point of introducing these
-       -- classes so we specifically check that this isn't being done.
-       --
-       -- We *don't* do this check in tcClassAssertion, because that's
-       -- called when checking a HsDictTy, and we don't want to reject
-       --      instance CCallable Int 
-       -- etc. Ugh!
-    mapTc check_naughty context `thenTc_`
-
-    mapTc tcClassAssertion context
-
- where
-   check_naughty (class_name, _) 
-     = checkTc (not (getUnique class_name `elem` cCallishClassKeys))
-              (naughtyCCallContextErr class_name)
-
-tcClassAssertion assn@(class_name, tys)
-  = tcAddErrCtxt (appKindCtxt (pprClassAssertion assn))        $
-    mapAndUnzipTc tc_type_kind tys     `thenTc` \ (arg_kinds, arg_tys) ->
-    tcLookupTy class_name              `thenTc` \ (kind, ~(Just arity), thing) ->
+tcRecTheta :: RecFlag -> RenamedContext -> TcM ThetaType
+       -- Used when we are expecting a ClassContext (i.e. no implicit params)
+tcRecTheta wimp_out context = mapTc (tc_pred wimp_out) context
+
+tc_pred wimp_out assn@(HsClassP class_name tys)
+  = tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr assn))      $
+    tc_arg_types wimp_out tys                  `thenTc` \ arg_tys ->
+    tcLookupGlobal class_name                  `thenTc` \ thing ->
     case thing of
-       ATyVar  _   -> failWithTc (tyVarAsClassErr class_name)
-       ATyCon  _   -> failWithTc (tyConAsClassErr class_name)
-       AClass clas ->
-                       -- Check with kind mis-match
-               checkTc (arity == n_tys) err                            `thenTc_`
-               unifyKind kind (mkArrowKinds arg_kinds boxedTypeKind)   `thenTc_`
-               returnTc (clas, arg_tys)
+       AClass clas -> checkTc (arity == n_tys) err     `thenTc_`
+                      returnTc (ClassP clas arg_tys)
            where
+               arity = classArity clas
                n_tys = length tys
                err   = arityErr "Class" class_name arity n_tys
+
+       other -> failWithTc (wrongThingErr "class" (AGlobal thing) class_name)
+
+tc_pred wimp_out assn@(HsIParam name ty)
+  = tcAddErrCtxt (appKindCtxt (ppr assn))      $
+    tc_arg_type wimp_out ty                    `thenTc` \ arg_ty ->
+    returnTc (IParam name arg_ty)
 \end{code}
 
 
+Check for ambiguity
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+         forall V. P => tau
+is ambiguous if P contains generic variables
+(i.e. one of the Vs) that are not mentioned in tau
+
+However, we need to take account of functional dependencies
+when we speak of 'mentioned in tau'.  Example:
+       class C a b | a -> b where ...
+Then the type
+       forall x y. (C x y) => x
+is not ambiguous because x is mentioned and x determines y
+
+NOTE: In addition, GHC insists that at least one type variable
+in each constraint is in V.  So we disallow a type like
+       forall a. Eq b => b -> b
+even in a scope where b is in scope.
+This is the is_free test below.
+
+Notes on the 'is_source_polytype' test above
+Check ambiguity only for source-program types, not
+for types coming from inteface files.  The latter can
+legitimately have ambiguous types. Example
+   class S a where s :: a -> (Int,Int)
+   instance S Char where s _ = (1,1)
+   f:: S a => [a] -> Int -> (Int,Int)
+   f (_::[a]) x = (a*x,b)
+       where (a,b) = s (undefined::a)
+Here the worker for f gets the type
+       fw :: forall a. S a => Int -> (# Int, Int #)
+
+If the list of tv_names is empty, we have a monotype,
+and then we don't need to check for ambiguity either,
+because the test can't fail (see is_ambig).
+
+\begin{code}
+checkAmbiguity :: RecFlag -> Bool
+              -> [TyVar] -> ThetaType -> TauType
+              -> TcM SigmaType
+checkAmbiguity wimp_out is_source_polytype forall_tyvars theta tau
+  | isRec wimp_out = returnTc sigma_ty
+  | otherwise      = mapTc_ check_pred theta   `thenTc_`
+                    returnTc sigma_ty
+  where
+    sigma_ty         = mkSigmaTy forall_tyvars theta tau
+    tau_vars         = tyVarsOfType tau
+    extended_tau_vars = grow theta tau_vars
+
+    is_ambig ct_var   = (ct_var `elem` forall_tyvars) &&
+                       not (ct_var `elemVarSet` extended_tau_vars)
+    is_free ct_var    = not (ct_var `elem` forall_tyvars)
+    
+    check_pred pred = checkTc (not any_ambig)                 (ambigErr pred sigma_ty) `thenTc_`
+                     checkTc (isIPPred pred || not all_free) (freeErr  pred sigma_ty)
+             where 
+               ct_vars   = varSetElems (tyVarsOfPred pred)
+               all_free  = all is_free ct_vars
+               any_ambig = is_source_polytype && any is_ambig ct_vars
+\end{code}
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Type variables, with knot tying!}
@@ -303,38 +584,16 @@ tcClassAssertion assn@(class_name, tys)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcExtendTopTyVarScope :: TcKind -> [HsTyVar Name]
-                     -> ([TcTyVar] -> TcKind -> TcM s a)
-                     -> TcM s a
-tcExtendTopTyVarScope kind tyvar_names thing_inside
-  = let
-       (tyvars_w_kinds, result_kind) = zipFunTys tyvar_names kind
-       tyvars                        = map mk_tv tyvars_w_kinds
-    in
-    tcExtendTyVarEnv tyvars (thing_inside tyvars result_kind)  
+mkImmutTyVars :: [(Name,Kind)] -> [TyVar]
+mkImmutTyVars pairs = [mkTyVar name kind | (name, kind) <- pairs]
+
+mkTyClTyVars :: Kind                   -- Kind of the tycon or class
+            -> [HsTyVarBndr Name]
+            -> [TyVar]
+mkTyClTyVars kind tyvar_names
+  = mkImmutTyVars tyvars_w_kinds
   where
-    mk_tv (UserTyVar name,    kind) = mkTyVar name kind
-    mk_tv (IfaceTyVar name _, kind) = mkTyVar name kind
-       -- NB: immutable tyvars, but perhaps with mutable kinds
-
-tcExtendTyVarScope :: [HsTyVar Name] 
-                  -> ([TcTyVar] -> TcM s a) -> TcM s a
-tcExtendTyVarScope tv_names thing_inside
-  = mapNF_Tc tcHsTyVar tv_names        `thenNF_Tc` \ tyvars ->
-    tcExtendTyVarEnv tyvars            $
-    thing_inside tyvars
-    
-tcHsTyVar :: HsTyVar Name -> NF_TcM s TcTyVar
-tcHsTyVar (UserTyVar name)       = newKindVar          `thenNF_Tc` \ kind ->
-                                  tcNewMutTyVar name kind
-       -- NB: mutable kind => mutable tyvar, so that zonking can bind
-       -- the tyvar to its immutable form
-
-tcHsTyVar (IfaceTyVar name kind) = returnNF_Tc (mkTyVar name (kindToTcKind kind))
-
-kcHsTyVar :: HsTyVar name -> NF_TcM s TcKind
-kcHsTyVar (UserTyVar name)       = newKindVar
-kcHsTyVar (IfaceTyVar name kind) = returnNF_Tc (kindToTcKind kind)
+    (tyvars_w_kinds, _) = zipFunTys (hsTyVarNames tyvar_names) kind
 \end{code}
 
 
@@ -369,11 +628,14 @@ data TcSigInfo
                                -- Does *not* have name = N
                                -- Has type tau
 
-       Inst                    -- Empty if theta is null, or 
+       [Inst]                  -- Empty if theta is null, or
                                -- (method mono_id) otherwise
 
        SrcLoc                  -- Of the signature
 
+instance Outputable TcSigInfo where
+    ppr (TySigInfo nm id tyvars theta tau _ inst loc) =
+       ppr nm <+> ptext SLIT("::") <+> ppr tyvars <+> ppr theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
 
 maybeSig :: [TcSigInfo] -> Name -> Maybe (TcSigInfo)
        -- Search for a particular signature
@@ -385,15 +647,16 @@ maybeSig (sig@(TySigInfo sig_name _ _ _ _ _ _ _) : sigs) name
 
 
 \begin{code}
-tcTySig :: RenamedSig -> TcM s TcSigInfo
+tcTySig :: RenamedSig -> TcM TcSigInfo
 
 tcTySig (Sig v ty src_loc)
- = tcAddSrcLoc src_loc $
-   tcHsType ty                                 `thenTc` \ sigma_tc_ty ->
-   mkTcSig (mkVanillaId v sigma_tc_ty) src_loc `thenNF_Tc` \ sig -> 
+ = tcAddSrcLoc src_loc                         $ 
+   tcAddErrCtxt (tcsigCtxt v)                  $
+   tcHsSigType ty                              `thenTc` \ sigma_tc_ty ->
+   mkTcSig (mkLocalId v sigma_tc_ty) src_loc   `thenNF_Tc` \ sig -> 
    returnTc sig
 
-mkTcSig :: TcId -> SrcLoc -> NF_TcM s TcSigInfo
+mkTcSig :: TcId -> SrcLoc -> NF_TcM TcSigInfo
 mkTcSig poly_id src_loc
   =    -- Instantiate this type
        -- It's important to do this even though in the error-free case
@@ -422,7 +685,7 @@ mkTcSig poly_id src_loc
                theta' tau'                     `thenNF_Tc` \ inst ->
        -- We make a Method even if it's not overloaded; no harm
        
-   returnNF_Tc (TySigInfo name poly_id tyvars' theta' tau' (instToIdBndr inst) inst src_loc)
+   returnNF_Tc (TySigInfo name poly_id tyvars' theta' tau' (instToId inst) [inst] src_loc)
   where
     name = idName poly_id
 \end{code}
@@ -492,34 +755,33 @@ So we revert to ordinary type variables for signatures, and try to
 give a helpful message in checkSigTyVars.
 
 \begin{code}
-checkSigTyVars :: [TcTyVar]            -- The original signature type variables
-              -> TcM s [TcTyVar]       -- Zonked signature type variables
-
-checkSigTyVars [] = returnTc []
-
-checkSigTyVars sig_tyvars
+checkSigTyVars :: [TcTyVar]            -- Universally-quantified type variables in the signature
+              -> TcTyVarSet            -- Tyvars that are free in the type signature
+                                       --      Not necessarily zonked
+                                       --      These should *already* be in the free-in-env set, 
+                                       --      and are used here only to improve the error message
+              -> TcM [TcTyVar]         -- Zonked signature type variables
+
+checkSigTyVars [] free = returnTc []
+checkSigTyVars sig_tyvars free_tyvars
   = zonkTcTyVars sig_tyvars            `thenNF_Tc` \ sig_tys ->
     tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ globals ->
 
-    checkTcM (all_ok sig_tys globals)
+    checkTcM (allDistinctTyVars sig_tys globals)
             (complain sig_tys globals) `thenTc_`
 
     returnTc (map (getTyVar "checkSigTyVars") sig_tys)
 
   where
-    all_ok []       acc = True
-    all_ok (ty:tys) acc = case getTyVar_maybe ty of
-                           Nothing                       -> False      -- Point (a)
-                           Just tv | tv `elemVarSet` acc -> False      -- Point (b) or (c)
-                                   | otherwise           -> all_ok tys (acc `extendVarSet` tv)
-    
-
     complain sig_tys globals
       = -- For the in-scope ones, zonk them and construct a map
        -- from the zonked tyvar to the in-scope one
        -- If any of the in-scope tyvars zonk to a type, then ignore them;
        -- that'll be caught later when we back up to their type sig
-       tcGetInScopeTyVars                      `thenNF_Tc` \ in_scope_tvs ->
+       tcGetEnv                                `thenNF_Tc` \ env ->
+       let
+          in_scope_tvs = tcEnvTyVars env
+       in
        zonkTcTyVars in_scope_tvs               `thenNF_Tc` \ in_scope_tys ->
        let
            in_scope_assoc = [ (zonked_tv, in_scope_tv) 
@@ -541,68 +803,99 @@ checkSigTyVars sig_tyvars
 
        main_msg = ptext SLIT("Inferred type is less polymorphic than expected")
 
-       check (env, acc, msgs) (sig_tyvar,ty)
+       check (tidy_env, acc, msgs) (sig_tyvar,ty)
                -- sig_tyvar is from the signature;
                -- ty is what you get if you zonk sig_tyvar and then tidy it
                --
                -- acc maps a zonked type variable back to a signature type variable
          = case getTyVar_maybe ty of {
              Nothing ->                        -- Error (a)!
-                       returnNF_Tc (env, acc, unify_msg sig_tyvar (ppr ty) : msgs) ;
+                       returnNF_Tc (tidy_env, acc, unify_msg sig_tyvar (ppr ty) : msgs) ;
 
              Just tv ->
 
            case lookupVarEnv acc tv of {
                Just sig_tyvar' ->      -- Error (b) or (d)!
-                       returnNF_Tc (env, acc, unify_msg sig_tyvar (ppr sig_tyvar') : msgs) ;
+                       returnNF_Tc (tidy_env, acc, unify_msg sig_tyvar (ppr sig_tyvar') : msgs) ;
 
                Nothing ->
 
            if tv `elemVarSet` globals  -- Error (c)! Type variable escapes
                                        -- The least comprehensible, so put it last
-           then   tcGetValueEnv                        `thenNF_Tc` \ ve ->
-                  find_globals tv env (valueEnvIds ve) `thenNF_Tc` \ (env1, globs) ->
-                  returnNF_Tc (env1, acc, escape_msg sig_tyvar tv globs : msgs)
+                       -- Game plan: 
+                       --    a) get the local TcIds from the environment,
+                       --       and pass them to find_globals (they might have tv free)
+                       --    b) similarly, find any free_tyvars that mention tv
+           then   tcGetEnv                                                     `thenNF_Tc` \ ve ->
+                  find_globals tv tidy_env  [] (tcEnvTcIds ve)                 `thenNF_Tc` \ (tidy_env1, globs) ->
+                  find_frees   tv tidy_env1 [] (varSetElems free_tyvars)       `thenNF_Tc` \ (tidy_env2, frees) ->
+                  returnNF_Tc (tidy_env2, acc, escape_msg sig_tyvar tv globs frees : msgs)
 
            else        -- All OK
-           returnNF_Tc (env, extendVarEnv acc tv sig_tyvar, msgs)
+           returnNF_Tc (tidy_env, extendVarEnv acc tv sig_tyvar, msgs)
            }}
 
 -- find_globals looks at the value environment and finds values
 -- whose types mention the offending type variable.  It has to be 
 -- careful to zonk the Id's type first, so it has to be in the monad.
 -- We must be careful to pass it a zonked type variable, too.
-find_globals tv tidy_env ids
-  | null ids
-  = returnNF_Tc (tidy_env, [])
 
-find_globals tv tidy_env (id:ids) 
-  | not (isLocallyDefined id) ||
-    isEmptyVarSet (idFreeTyVars id)
-  = find_globals tv tidy_env ids
+find_globals :: Var 
+             -> TidyEnv 
+             -> [(Name,Type)] 
+             -> [Id] 
+             -> NF_TcM (TidyEnv,[(Name,Type)])
+
+find_globals tv tidy_env acc []
+  = returnNF_Tc (tidy_env, acc)
+
+find_globals tv tidy_env acc (id:ids) 
+  | isEmptyVarSet (idFreeTyVars id)
+  = find_globals tv tidy_env acc ids
 
   | otherwise
   = zonkTcType (idType id)     `thenNF_Tc` \ id_ty ->
     if tv `elemVarSet` tyVarsOfType id_ty then
        let 
           (tidy_env', id_ty') = tidyOpenType tidy_env id_ty
+          acc'                = (idName id, id_ty') : acc
        in
-       find_globals tv tidy_env' ids   `thenNF_Tc` \ (tidy_env'', globs) ->
-       returnNF_Tc (tidy_env'', (idName id, id_ty') : globs)
+       find_globals tv tidy_env' acc' ids
     else
-       find_globals tv tidy_env ids
+       find_globals tv tidy_env  acc  ids
 
-escape_msg sig_tv tv globs
-  = vcat [mk_msg sig_tv <+> ptext SLIT("escapes"),
-         pp_escape,
-         ptext SLIT("The following variables in the environment mention") <+> quotes (ppr tv),
-         nest 4 (vcat_first 10 [ppr name <+> dcolon <+> ppr ty | (name,ty) <- globs])
-    ]
+find_frees tv tidy_env acc []
+  = returnNF_Tc (tidy_env, acc)
+find_frees tv tidy_env acc (ftv:ftvs)
+  = zonkTcTyVar ftv    `thenNF_Tc` \ ty ->
+    if tv `elemVarSet` tyVarsOfType ty then
+       let
+           (tidy_env', ftv') = tidyTyVar tidy_env ftv
+       in
+       find_frees tv tidy_env' (ftv':acc) ftvs
+    else
+       find_frees tv tidy_env  acc        ftvs
+
+
+escape_msg sig_tv tv globs frees
+  = mk_msg sig_tv <+> ptext SLIT("escapes") $$
+    if not (null globs) then
+       vcat [pp_it <+> ptext SLIT("is mentioned in the environment"),
+             ptext SLIT("The following variables in the environment mention") <+> quotes (ppr tv),
+             nest 2 (vcat_first 10 [ppr name <+> dcolon <+> ppr ty | (name,ty) <- globs])
+       ]
+     else if not (null frees) then
+       vcat [ptext SLIT("It is reachable from the type variable(s)") <+> pprQuotedList frees,
+             nest 2 (ptext SLIT("which") <+> is_are <+> ptext SLIT("free in the signature"))
+       ]
+     else
+       empty   -- Sigh.  It's really hard to give a good error message
+               -- all the time.   One bad case is an existential pattern match
   where
-    pp_escape | sig_tv /= tv = ptext SLIT("It unifies with") <+>
-                              quotes (ppr tv) <> comma <+>
-                              ptext SLIT("which is mentioned in the environment")
-             | otherwise    = ptext SLIT("It is mentioned in the environment")
+    is_are | isSingleton frees = ptext SLIT("is")
+          | otherwise         = ptext SLIT("are")
+    pp_it | sig_tv /= tv = ptext SLIT("It unifies with") <+> quotes (ppr tv) <> comma <+> ptext SLIT("which")
+         | otherwise    = ptext SLIT("It")
 
     vcat_first :: Int -> [SDoc] -> SDoc
     vcat_first n []     = empty
@@ -616,13 +909,20 @@ mk_msg tv          = ptext SLIT("Quantified type variable") <+> quotes (ppr tv)
 These two context are used with checkSigTyVars
     
 \begin{code}
-sigCtxt :: (Type -> Message) -> Type
-       -> TidyEnv -> NF_TcM s (TidyEnv, Message)
-sigCtxt mk_msg sig_ty tidy_env
-  = let
-       (env1, tidy_sig_ty) = tidyOpenType tidy_env sig_ty
+sigCtxt :: Message -> [TcTyVar] -> TcThetaType -> TcTauType
+       -> TidyEnv -> NF_TcM (TidyEnv, Message)
+sigCtxt when sig_tyvars sig_theta sig_tau tidy_env
+  = zonkTcType sig_tau         `thenNF_Tc` \ actual_tau ->
+    let
+       (env1, tidy_sig_tyvars)  = tidyTyVars tidy_env sig_tyvars
+       (env2, tidy_sig_rho)     = tidyOpenType env1 (mkRhoTy sig_theta sig_tau)
+       (env3, tidy_actual_tau)  = tidyOpenType env2 actual_tau
+       msg = vcat [ptext SLIT("Signature type:    ") <+> pprType (mkForAllTys tidy_sig_tyvars tidy_sig_rho),
+                   ptext SLIT("Type to generalise:") <+> pprType tidy_actual_tau,
+                   when
+                  ]
     in
-    returnNF_Tc (env1, mk_msg tidy_sig_ty)
+    returnNF_Tc (env3, msg)
 
 sigPatCtxt bound_tvs bound_ids tidy_env
   = returnNF_Tc (env1,
@@ -645,11 +945,7 @@ sigPatCtxt bound_tvs bound_ids tidy_env
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-naughtyCCallContextErr clas_name
-  = sep [ptext SLIT("Can't use class") <+> quotes (ppr clas_name), 
-        ptext SLIT("in a context")]
-
-typeCtxt ty = ptext SLIT("In the type") <+> quotes (ppr ty)
+tcsigCtxt v   = ptext SLIT("In a type signature for") <+> quotes (ppr v)
 
 typeKindCtxt :: RenamedHsType -> Message
 typeKindCtxt ty = sep [ptext SLIT("When checking that"),
@@ -659,12 +955,28 @@ typeKindCtxt ty = sep [ptext SLIT("When checking that"),
 appKindCtxt :: SDoc -> Message
 appKindCtxt pp = ptext SLIT("When checking kinds in") <+> quotes pp
 
-classAsTyConErr name
-  = ptext SLIT("Class used as a type constructor:") <+> ppr name
-
-tyConAsClassErr name
-  = ptext SLIT("Type constructor used as a class:") <+> ppr name
+wrongThingErr expected thing name
+  = pp_thing thing <+> quotes (ppr name) <+> ptext SLIT("used as a") <+> text expected
+  where
+    pp_thing (AGlobal (ATyCon _)) = ptext SLIT("Type constructor")
+    pp_thing (AGlobal (AClass _)) = ptext SLIT("Class")
+    pp_thing (AGlobal (AnId   _)) = ptext SLIT("Identifier")
+    pp_thing (ATyVar _)          = ptext SLIT("Type variable")
+    pp_thing (ATcId _)           = ptext SLIT("Local identifier")
+    pp_thing (AThing _)          = ptext SLIT("Utterly bogus")
+
+ambigErr pred ty
+  = sep [ptext SLIT("Ambiguous constraint") <+> quotes (pprPred pred),
+        nest 4 (ptext SLIT("for the type:") <+> ppr ty),
+        nest 4 (ptext SLIT("At least one of the forall'd type variables mentioned by the constraint") $$
+                ptext SLIT("must be reachable from the type after the =>"))]
+
+freeErr pred ty
+  = sep [ptext SLIT("The constraint") <+> quotes (pprPred pred) <+>
+                  ptext SLIT("does not mention any of the universally quantified type variables"),
+        nest 4 (ptext SLIT("in the type") <+> quotes (ppr ty))
+    ]
 
-tyVarAsClassErr name
-  = ptext SLIT("Type variable used as a class:") <+> ppr name
+polyArgTyErr ty = ptext SLIT("Illegal polymorphic type as argument:")   <+> ppr ty
+ubxArgTyErr  ty = ptext SLIT("Illegal unboxed tuple type as argument:") <+> ppr ty
 \end{code}