[project @ 1998-03-19 23:54:49 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcType.lhs
index 8426310..1c35bda 100644 (file)
@@ -1,63 +1,67 @@
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
+%
+\section[TcType]{Types used in the typechecker}
+
 \begin{code}
 module TcType (
-
-  TcTyVar(..),
+  
+  TcTyVar, TcBox,
+  TcTyVarSet,
   newTcTyVar,
   newTyVarTy,  -- Kind -> NF_TcM s (TcType s)
   newTyVarTys, -- Int -> Kind -> NF_TcM s [TcType s]
 
-
-  TcTyVarSet(..),
-
   -----------------------------------------
-  TcType(..), TcMaybe(..),
-  TcTauType(..), TcThetaType(..), TcRhoType(..),
+  TcType, TcMaybe(..),
+  TcTauType, TcThetaType, TcRhoType,
 
        -- Find the type to which a type variable is bound
   tcWriteTyVar,                -- :: TcTyVar s -> TcType s -> NF_TcM (TcType s)
   tcReadTyVar,         -- :: TcTyVar s -> NF_TcM (TcMaybe s)
 
 
-  tcInstTyVars,    -- TyVar -> NF_TcM s (TcTyVar s)
+  tcSplitForAllTy, tcSplitRhoTy,
+
+  tcInstTyVars,
   tcInstSigTyVars, 
-  tcInstType, tcInstTcType, tcInstTheta, tcInstId,
+  tcInstType,
+  tcInstSigType, tcInstTcType, tcInstSigTcType,
+  tcInstTheta,
 
-    zonkTcTyVars,      -- TcTyVarSet s -> NF_TcM s (TcTyVarSet s)
-    zonkTcType,                -- TcType s -> NF_TcM s (TcType s)
-    zonkTcTypeToType,  -- TcType s -> NF_TcM s Type
-    zonkTcTyVarToTyVar -- TcTyVar s -> NF_TcM s TyVar
+  zonkTcTyVars, zonkSigTyVar,
+  zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcThetaType,
+  zonkTcTypeToType,
+  zonkTcTyVar,
+  zonkTcTyVarToTyVar
 
   ) where
 
+#include "HsVersions.h"
 
 
 -- friends:
-import Type    ( Type(..), ThetaType(..), GenType(..),
-                 tyVarsOfTypes, getTyVar_maybe,
-                 splitForAllTy, splitRhoTy
-               )
-import TyVar   ( TyVar(..), GenTyVar(..), TyVarSet(..), GenTyVarSet(..), 
-                 tyVarSetToList
-               )
+import Type            ( Type, ThetaType, GenType(..), mkAppTy,
+                         tyVarsOfTypes, splitDictTy_maybe,
+                         isTyVarTy, instantiateTy
+                       )
+import TyVar           ( TyVar, GenTyVar(..), GenTyVarSet, 
+                         TyVarEnv, lookupTyVarEnv, addToTyVarEnv,
+                         emptyTyVarEnv, zipTyVarEnv, tyVarSetToList
+                       )
 
 -- others:
-import Class   ( GenClass )
-import Id      ( idType )
-import Kind    ( Kind )
-import TcKind  ( TcKind )
+import Class           ( Class )
+import TyCon           ( isFunTyCon )
+import Kind            ( Kind )
 import TcMonad
-import Usage   ( Usage(..), GenUsage, UVar(..), duffUsage )
 
-import Ubiq
+import TysPrim         ( voidTy )
+
 import Unique          ( Unique )
 import UniqFM          ( UniqFM )
-import Maybes          ( assocMaybe )
-import Util            ( panic, pprPanic )
-
-import Outputable      ( Outputable(..) )      -- Debugging messages
-import PprType         ( GenTyVar, GenType )
-import Pretty                                  -- ditto
-import PprStyle                ( PprStyle(..) )        -- ditto
+import BasicTypes      ( unused )
+import Util            ( nOfThem, panic )
 \end{code}
 
 
@@ -65,40 +69,71 @@ import PprStyle             ( PprStyle(..) )        -- ditto
 Data types
 ~~~~~~~~~~
 
+
 \begin{code}
-type TcType s = GenType (TcTyVar s) UVar       -- Used during typechecker
+type TcType s = GenType (TcBox s)      -- Used during typechecker
        -- Invariant on ForAllTy in TcTypes:
        --      forall a. T
        -- a cannot occur inside a MutTyVar in T; that is,
        -- T is "flattened" before quantifying over a
 
-type TcThetaType s = [(Class, TcType s)]
+type TcThetaType s = [(Class, [TcType s])]
 type TcRhoType s   = TcType s          -- No ForAllTys
 type TcTauType s   = TcType s          -- No DictTys or ForAllTys
 
-type Box s = MutableVar s (TcMaybe s)
+type TcBox s = TcRef s (TcMaybe s)
 
 data TcMaybe s = UnBound
               | BoundTo (TcType s)
-              | DontBind               -- This variant is used for tyvars
-                                       -- arising from type signatures, or
-                                       -- existentially quantified tyvars;
-                                       -- The idea is that we must not unify
-                                       -- such tyvars with anything except
-                                       -- themselves.
 
 -- Interestingly, you can't use (Maybe (TcType s)) instead of (TcMaybe s),
 -- because you get a synonym loop if you do!
 
-type TcTyVar s    = GenTyVar (Box s)
-type TcTyVarSet s = GenTyVarSet (Box s)
+type TcTyVar s    = GenTyVar (TcBox s)
+type TcTyVarSet s = GenTyVarSet (TcBox s)
 \end{code}
 
 \begin{code}
 tcTyVarToTyVar :: TcTyVar s -> TyVar
-tcTyVarToTyVar (TyVar uniq kind name _) = TyVar uniq kind name duffUsage
+tcTyVarToTyVar (TyVar uniq kind name _) = TyVar uniq kind name unused
 \end{code}
 
+Utility functions
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+These tcSplit functions are like their non-Tc analogues, but they
+follow through bound type variables.
+
+\begin{code}
+tcSplitForAllTy :: TcType s -> NF_TcM s ([TcTyVar s], TcType s)
+tcSplitForAllTy t 
+  = go t t []
+  where
+    go syn_t (ForAllTy tv t) tvs = go t t (tv:tvs)
+    go syn_t (SynTy _ t)     tvs = go syn_t t tvs
+    go syn_t (TyVarTy tv)    tvs = tcReadTyVar tv      `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+                                  case maybe_ty of
+                                       BoundTo ty | not (isTyVarTy ty) -> go syn_t ty tvs
+                                       other                           -> returnNF_Tc (reverse tvs, syn_t)
+    go syn_t t              tvs = returnNF_Tc (reverse tvs, syn_t)
+
+tcSplitRhoTy :: TcType s -> NF_TcM s (TcThetaType s, TcType s)
+tcSplitRhoTy t
+  = go t t []
+ where
+       -- A type variable is never instantiated to a dictionary type,
+       -- so we don't need to do a tcReadVar on the "arg".
+    go syn_t (FunTy arg res) ts = case splitDictTy_maybe arg of
+                                       Just pair -> go res res (pair:ts)
+                                       Nothing   -> returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
+    go syn_t (SynTy _ t)     ts = go syn_t t ts
+    go syn_t (TyVarTy tv)    ts = tcReadTyVar tv       `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+                                 case maybe_ty of
+                                   BoundTo ty | not (isTyVarTy ty) -> go syn_t ty ts
+                                   other                           -> returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
+    go syn_t t              ts = returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
+\end{code}
+
+
 Type instantiation
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
@@ -115,138 +150,160 @@ newTyVarTy kind
     returnNF_Tc (TyVarTy tc_tyvar)
 
 newTyVarTys :: Int -> Kind -> NF_TcM s [TcType s]
-newTyVarTys n kind = mapNF_Tc newTyVarTy (take n (repeat kind))
+newTyVarTys n kind = mapNF_Tc newTyVarTy (nOfThem n kind)
 
 
-
--- For signature type variables, mark them as "DontBind"
+-- For signature type variables, use the user name for the type variable
 tcInstTyVars, tcInstSigTyVars
        :: [GenTyVar flexi] 
-       -> NF_TcM s ([TcTyVar s], [TcType s], [(GenTyVar flexi, TcType s)])
-tcInstTyVars    tyvars = inst_tyvars UnBound  tyvars
-tcInstSigTyVars tyvars = inst_tyvars DontBind tyvars
+       -> NF_TcM s ([TcTyVar s], [TcType s], TyVarEnv (TcType s))
 
+tcInstTyVars    tyvars = inst_tyvars inst_tyvar     tyvars
+tcInstSigTyVars tyvars = inst_tyvars inst_sig_tyvar tyvars
 
-inst_tyvars initial_cts tyvars
-  = mapNF_Tc (inst_tyvar initial_cts) tyvars   `thenNF_Tc` \ tc_tyvars ->
+inst_tyvars inst tyvars
+  = mapNF_Tc inst tyvars       `thenNF_Tc` \ tc_tyvars ->
     let
        tys = map TyVarTy tc_tyvars
     in
-    returnNF_Tc (tc_tyvars, tys, tyvars `zip` tys)
+    returnNF_Tc (tc_tyvars, tys, zipTyVarEnv tyvars tys)
+
+inst_tyvar (TyVar _ kind name _) 
+  = tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ uniq ->
+    tcNewMutVar UnBound                `thenNF_Tc` \ box ->
+    returnNF_Tc (TyVar uniq kind Nothing box)
+       -- The "Nothing" means that it'll always print with its 
+       -- unique (or something similar).  If we leave the original (Just Name)
+       -- in there then error messages will say "can't match (T a) against (T a)"
 
-inst_tyvar initial_cts (TyVar _ kind name _) 
+inst_sig_tyvar (TyVar _ kind name _) 
   = tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutVar initial_cts    `thenNF_Tc` \ box ->
+
+    tcNewMutVar UnBound                `thenNF_Tc` \ box ->
+       -- Was DontBind, but we've nuked that "optimisation"
+
     returnNF_Tc (TyVar uniq kind name box)
+       -- We propagate the name of the sigature type variable
 \end{code}
 
-@tcInstType@ and @tcInstTcType@ both create a fresh instance of a
+@tcInstType@ and @tcInstSigType@ both create a fresh instance of a
 type, returning a @TcType@. All inner for-alls are instantiated with
 fresh TcTyVars.
 
-There are two versions, one for instantiating a @Type@, and one for a @TcType@.
-The former must instantiate everything; all tyvars must be bound either
-by a forall or by an environment passed in.  The latter can do some sharing,
-and is happy with free tyvars (which is vital when instantiating the type
-of local functions).  In the future @tcInstType@ may try to be clever about not
-instantiating constant sub-parts.
+The difference is that tcInstType instantiates all forall'd type
+variables (and their bindees) with anonymous type variables, whereas
+tcInstSigType instantiates them with named type variables.
+@tcInstSigType@ also doesn't take an environment.
+
+On the other hand, @tcInstTcType@ instantiates a TcType. It uses
+instantiateTy which could take advantage of sharing some day.
 
 \begin{code}
-tcInstType :: [(TyVar,TcType s)] -> Type  -> NF_TcM s (TcType s)
+tcInstTcType :: TcType s -> NF_TcM s ([TcTyVar s], TcType s)
+tcInstTcType ty
+  = tcSplitForAllTy ty         `thenNF_Tc` \ (tyvars, rho) -> 
+    case tyvars of
+       []    -> returnNF_Tc ([], ty)   -- Nothing to do
+       other -> tcInstTyVars tyvars            `thenNF_Tc` \ (tyvars', _, tenv)  ->
+                returnNF_Tc (tyvars', instantiateTy tenv rho)
+
+tcInstSigTcType :: TcType s -> NF_TcM s ([TcTyVar s], TcType s)
+tcInstSigTcType ty
+  = tcSplitForAllTy ty         `thenNF_Tc` \ (tyvars, rho) ->
+    case tyvars of
+       []    -> returnNF_Tc ([], ty)   -- Nothing to do
+       other -> tcInstSigTyVars tyvars         `thenNF_Tc` \ (tyvars', _, tenv)  ->
+                returnNF_Tc (tyvars', instantiateTy tenv rho)
+    
+tcInstType :: TyVarEnv (TcType s)
+          -> GenType flexi
+          -> NF_TcM s (TcType s)
 tcInstType tenv ty_to_inst
-  = do [(uniq,ty) | (TyVar uniq _ _ _, ty) <- tenv] ty_to_inst
+  = tcConvert bind_fn occ_fn tenv ty_to_inst
+  where
+    bind_fn = inst_tyvar
+    occ_fn env tyvar = case lookupTyVarEnv env tyvar of
+                        Just ty -> returnNF_Tc ty
+                        Nothing -> panic "tcInstType:1" --(vcat [ppr ty_to_inst, 
+                                                       --            ppr tyvar])
+
+tcInstSigType :: GenType flexi -> NF_TcM s (TcType s)
+tcInstSigType ty_to_inst
+  = tcConvert bind_fn occ_fn emptyTyVarEnv ty_to_inst
   where
-    do env (TyConTy tycon usage) = returnNF_Tc (TyConTy tycon usage)
+    bind_fn = inst_sig_tyvar   -- Note: inst_sig_tyvar, not inst_tyvar
+                               -- I don't think that can lead to strange error messages
+                               -- of the form can't match (T a) against (T a)
+                               -- See notes with inst_tyvar
 
-    do env (SynTy tycon tys ty)  = mapNF_Tc (do env) tys       `thenNF_Tc` \ tys' ->
-                                  do env ty                    `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                                  returnNF_Tc (SynTy tycon tys' ty')
+    occ_fn env tyvar = case lookupTyVarEnv env tyvar of
+                        Just ty -> returnNF_Tc ty
+                        Nothing -> panic "tcInstType:2"-- (vcat [ppr ty_to_inst, 
+                                                       --            ppr tyvar])
 
-    do env (FunTy arg res usage) = do env arg          `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                  do env res           `thenNF_Tc` \ res' ->
-                                  returnNF_Tc (FunTy arg' res' usage)
+zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar s -> NF_TcM s TyVar
+zonkTcTyVarToTyVar tv
+  = zonkTcTyVar tv     `thenNF_Tc` \ tv_ty ->
+    case tv_ty of      -- Should be a tyvar!
 
-    do env (AppTy fun arg)      = do env fun           `thenNF_Tc` \ fun' ->
-                                  do env arg           `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                  returnNF_Tc (AppTy fun' arg')
+      TyVarTy tv' ->    returnNF_Tc (tcTyVarToTyVar tv')
 
-    do env (DictTy clas ty usage)= do env ty           `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                                  returnNF_Tc (DictTy clas ty' usage)
+      _ -> --pprTrace "zonkTcTyVarToTyVar:" (hsep [ppr tv, ppr tv_ty]) $
+          returnNF_Tc (tcTyVarToTyVar tv)
 
-    do env (TyVarTy tv@(TyVar uniq kind name _))
-       = case assocMaybe env uniq of
-               Just tc_ty -> returnNF_Tc tc_ty
-               Nothing    -> pprPanic "tcInstType:" (ppAboves [ppr PprDebug tenv, 
-                                             ppr PprDebug ty_to_inst, ppr PprDebug tv])
 
-    do env (ForAllTy tyvar@(TyVar uniq kind name _) ty)
-       = inst_tyvar DontBind tyvar     `thenNF_Tc` \ tc_tyvar ->
-         let
-               new_env = (uniq, TyVarTy tc_tyvar) : env
-         in
-         do new_env ty `thenNF_Tc` \ ty' ->
-         returnNF_Tc (ForAllTy tc_tyvar ty')
+zonkTcTypeToType :: TyVarEnv Type -> TcType s -> NF_TcM s Type
+zonkTcTypeToType env ty 
+  = tcConvert zonkTcTyVarToTyVar occ_fn env ty
+  where
+    occ_fn env tyvar 
+      =  tcReadTyVar tyvar     `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+        case maybe_ty of
+          BoundTo (TyVarTy tyvar') -> lookup env tyvar'
+          BoundTo other_ty         -> tcConvert zonkTcTyVarToTyVar occ_fn env other_ty
+          other                    -> lookup env tyvar
 
-   -- ForAllUsage impossible
+    lookup env tyvar = case lookupTyVarEnv env tyvar of
+                         Just ty -> returnNF_Tc ty
+                         Nothing -> returnNF_Tc voidTy -- Unbound type variables go to Void
 
 
-tcInstTheta :: [(TyVar,TcType s)] -> ThetaType -> NF_TcM s (TcThetaType s)
-tcInstTheta tenv theta
-  = mapNF_Tc go theta
+tcConvert bind_fn occ_fn env ty_to_convert
+  = doo env ty_to_convert
   where
-    go (clas,ty) = tcInstType tenv ty  `thenNF_Tc` \ tc_ty ->
-                  returnNF_Tc (clas, tc_ty)
-
--- A useful function that takes an occurrence of a global thing
--- and instantiates its type with fresh type variables
-tcInstId :: Id
-        -> NF_TcM s ([TcTyVar s],      -- It's instantiated type
-                     TcThetaType s,    --
-                     TcType s)         --
-
-tcInstId id
-  = let
-      (tyvars, rho) = splitForAllTy (idType id)
-    in
-    tcInstTyVars tyvars                `thenNF_Tc` \ (tyvars', arg_tys, tenv) ->
-    tcInstType tenv rho                `thenNF_Tc` \ rho' ->
-    let
-       (theta', tau') = splitRhoTy rho'
-    in
-    returnNF_Tc (tyvars', theta', tau')
+    doo env (TyConApp tycon tys) = mapNF_Tc (doo env) tys      `thenNF_Tc` \ tys' ->
+                                  returnNF_Tc (TyConApp tycon tys')
+
+    doo env (SynTy ty1 ty2)      = doo env ty1                 `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+                                  doo env ty2                  `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+                                  returnNF_Tc (SynTy ty1' ty2')
+
+    doo env (FunTy arg res)      = doo env arg         `thenNF_Tc` \ arg' ->
+                                  doo env res          `thenNF_Tc` \ res' ->
+                                  returnNF_Tc (FunTy arg' res')
+    doo env (AppTy fun arg)     = doo env fun          `thenNF_Tc` \ fun' ->
+                                  doo env arg          `thenNF_Tc` \ arg' ->
+                                  returnNF_Tc (mkAppTy fun' arg')
+
+       -- The two interesting cases!
+    doo env (TyVarTy tv)        = occ_fn env tv
+
+    doo env (ForAllTy tyvar ty)
+       = bind_fn tyvar         `thenNF_Tc` \ tyvar' ->
+         let
+               new_env = addToTyVarEnv env tyvar (TyVarTy tyvar')
+         in
+         doo new_env ty                `thenNF_Tc` \ ty' ->
+         returnNF_Tc (ForAllTy tyvar' ty')
 
 
-tcInstTcType ::  [(TcTyVar s,TcType s)] -> TcType s -> NF_TcM s (TcType s)
-tcInstTcType tenv ty_to_inst
-  = do [(uniq,ty) | (TyVar uniq _ _ _, ty) <- tenv] ty_to_inst
+tcInstTheta :: TyVarEnv (TcType s) -> ThetaType -> NF_TcM s (TcThetaType s)
+tcInstTheta tenv theta
+  = mapNF_Tc go theta
   where
-    do env ty@(TyConTy tycon usage) = returnNF_Tc ty
-
--- Could do clever stuff here to avoid instantiating constant types
-    do env (SynTy tycon tys ty)  = mapNF_Tc (do env) tys       `thenNF_Tc` \ tys' ->
-                                  do env ty                    `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                                  returnNF_Tc (SynTy tycon tys' ty')
-
-    do env (FunTy arg res usage)  = do env arg         `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   do env res          `thenNF_Tc` \ res' ->
-                                   returnNF_Tc (FunTy arg' res' usage)
-
-    do env (AppTy fun arg)       = do env fun          `thenNF_Tc` \ fun' ->
-                                   do env arg          `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   returnNF_Tc (AppTy fun' arg')
-
-    do env (DictTy clas ty usage)= do env ty           `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                                  returnNF_Tc (DictTy clas ty' usage)
-
-    do env ty@(TyVarTy (TyVar uniq kind name _))
-       = case assocMaybe env uniq of
-               Just tc_ty -> returnNF_Tc tc_ty
-               Nothing    -> returnNF_Tc ty
-
-    do env (ForAllTy (TyVar uniq kind name _) ty) = panic "tcInstTcType"
-
-   -- ForAllUsage impossible
-
+    go (clas,tys) = mapNF_Tc (tcInstType tenv) tys     `thenNF_Tc` \ tc_tys ->
+                   returnNF_Tc (clas, tc_tys)
 \end{code}
 
 Reading and writing TcTyVars
@@ -299,71 +356,68 @@ short_out other_ty = returnNF_Tc other_ty
 
 Zonking
 ~~~~~~~
-@zonkTcTypeToType@ converts from @TcType@ to @Type@.  It follows through all
-the substitutions of course.
-
 \begin{code}
-zonkTcTypeToType :: TcType s -> NF_TcM s Type
-zonkTcTypeToType ty = zonk tcTyVarToTyVar ty
-
-zonkTcType :: TcType s -> NF_TcM s (TcType s)
-zonkTcType ty = zonk (\tyvar -> tyvar) ty
-
 zonkTcTyVars :: TcTyVarSet s -> NF_TcM s (TcTyVarSet s)
 zonkTcTyVars tyvars
-  = mapNF_Tc (zonk_tv (\tyvar -> tyvar)) 
-            (tyVarSetToList tyvars)            `thenNF_Tc` \ tys ->
+  = mapNF_Tc zonkTcTyVar (tyVarSetToList tyvars)       `thenNF_Tc` \ tys ->
     returnNF_Tc (tyVarsOfTypes tys)
 
-zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar s -> NF_TcM s TyVar
-zonkTcTyVarToTyVar tyvar
-  = zonk_tv_to_tv tcTyVarToTyVar tyvar
-
-
-zonk tyvar_fn (TyVarTy tyvar)
-  = zonk_tv tyvar_fn tyvar
-
-zonk tyvar_fn (AppTy ty1 ty2)
-  = zonk tyvar_fn ty1          `thenNF_Tc` \ ty1' ->
-    zonk tyvar_fn ty2          `thenNF_Tc` \ ty2' ->
-    returnNF_Tc (AppTy ty1' ty2')
-
-zonk tyvar_fn (TyConTy tc u)
-  = returnNF_Tc (TyConTy tc u)
-
-zonk tyvar_fn (SynTy tc tys ty)
-  = mapNF_Tc (zonk tyvar_fn) tys `thenNF_Tc` \ tys' ->
-    zonk tyvar_fn ty            `thenNF_Tc` \ ty' ->
-    returnNF_Tc (SynTy tc tys' ty')
-
-zonk tyvar_fn (ForAllTy tv ty)
-  = zonk_tv_to_tv tyvar_fn tv  `thenNF_Tc` \ tv' ->
-    zonk tyvar_fn ty           `thenNF_Tc` \ ty' ->
-    returnNF_Tc (ForAllTy tv' ty')
-
-zonk tyvar_fn (ForAllUsageTy uv uvs ty)
-  = panic "zonk:ForAllUsageTy"
-
-zonk tyvar_fn (FunTy ty1 ty2 u)
-  = zonk tyvar_fn ty1          `thenNF_Tc` \ ty1' ->
-    zonk tyvar_fn ty2          `thenNF_Tc` \ ty2' ->
-    returnNF_Tc (FunTy ty1' ty2' u)
-
-zonk tyvar_fn (DictTy c ty u)
-  = zonk tyvar_fn ty           `thenNF_Tc` \ ty' ->
-    returnNF_Tc (DictTy c ty' u)
-
-
-zonk_tv tyvar_fn tyvar
+zonkTcTyVar :: TcTyVar s -> NF_TcM s (TcType s)
+zonkTcTyVar tyvar 
+  = tcReadTyVar tyvar          `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       BoundTo ty@(TyVarTy tyvar') -> returnNF_Tc ty           -- tcReadTyVar never returns a bound tyvar
+       BoundTo other               -> zonkTcType other
+       other                       -> returnNF_Tc (TyVarTy tyvar)
+
+-- Signature type variables only get bound to each other,
+-- never to a type
+zonkSigTyVar :: TcTyVar s -> NF_TcM s (TcTyVar s)
+zonkSigTyVar tyvar 
   = tcReadTyVar tyvar          `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
     case maybe_ty of
-       BoundTo ty -> zonk tyvar_fn ty
-       other      -> returnNF_Tc (TyVarTy (tyvar_fn tyvar))
+       BoundTo ty@(TyVarTy tyvar') -> returnNF_Tc tyvar'       -- tcReadTyVar never returns a bound tyvar
+       BoundTo other               -> panic "zonkSigTyVar"     -- Should only be bound to another tyvar
+       other                       -> returnNF_Tc tyvar
+
+zonkTcTypes :: [TcType s] -> NF_TcM s [TcType s]
+zonkTcTypes tys = mapNF_Tc zonkTcType tys
 
+zonkTcThetaType :: TcThetaType s -> NF_TcM s (TcThetaType s)
+zonkTcThetaType theta = mapNF_Tc zonk theta
+                   where
+                     zonk (c,ts) = zonkTcTypes ts      `thenNF_Tc` \ new_ts ->
+                                   returnNF_Tc (c, new_ts)
+
+zonkTcType :: TcType s -> NF_TcM s (TcType s)
 
-zonk_tv_to_tv tyvar_fn tyvar
-  = zonk_tv tyvar_fn tyvar     `thenNF_Tc` \ ty ->
-    case getTyVar_maybe ty of
-       Nothing    -> panic "zonk_tv_to_tv"
-       Just tyvar -> returnNF_Tc tyvar
+zonkTcType (TyVarTy tyvar) = zonkTcTyVar tyvar
+
+zonkTcType (AppTy ty1 ty2)
+  = zonkTcType ty1             `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+    zonkTcType ty2             `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    returnNF_Tc (mkAppTy ty1' ty2')
+
+zonkTcType (TyConApp tc tys)
+  = mapNF_Tc zonkTcType tys    `thenNF_Tc` \ tys' ->
+    returnNF_Tc (TyConApp tc tys')
+
+zonkTcType (SynTy ty1 ty2)
+  = zonkTcType ty1             `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+    zonkTcType ty2             `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    returnNF_Tc (SynTy ty1' ty2')
+
+zonkTcType (ForAllTy tv ty)
+  = zonkTcTyVar tv             `thenNF_Tc` \ tv_ty ->
+    zonkTcType ty              `thenNF_Tc` \ ty' ->
+    case tv_ty of      -- Should be a tyvar!
+      TyVarTy tv' -> returnNF_Tc (ForAllTy tv' ty')
+      _ -> panic "zonkTcType"
+          -- pprTrace "zonkTcType:ForAllTy:" (hsep [ppr tv, ppr tv_ty]) $
+          -- returnNF_Tc (ForAllTy tv{-(tcTyVarToTyVar tv)-} ty')
+
+zonkTcType (FunTy ty1 ty2)
+  = zonkTcType ty1             `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+    zonkTcType ty2             `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    returnNF_Tc (FunTy ty1' ty2')
 \end{code}