[project @ 2000-03-23 17:45:17 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / types / Type.lhs
index 93f2ff6..33d59ba 100644 (file)
@@ -1,11 +1,12 @@
 %
 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1998
 %
-\section[Type]{Type}
+\section[Type]{Type - public interface}
 
 \begin{code}
 module Type (
-       Type(..), TyNote(..), UsageAnn(..),             -- Representation visible to friends
+        -- re-exports from TypeRep:
+       Type,
        Kind, TyVarSubst,
 
        superKind, superBoxity,                         -- :: SuperKind
@@ -17,41 +18,46 @@ module Type (
 
        boxedTypeKind, unboxedTypeKind, openTypeKind,   -- Kind :: superKind
 
-       mkArrowKind, mkArrowKinds, hasMoreBoxityInfo,
+       mkArrowKind, mkArrowKinds, -- mentioned below: hasMoreBoxityInfo,
 
        funTyCon,
 
+        -- exports from this module:
+        hasMoreBoxityInfo,
+
        mkTyVarTy, mkTyVarTys, getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
 
        mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys, splitAppTy_maybe,
 
-       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy_maybe, splitFunTys, splitFunTysN,
-       funResultTy, funArgTy,
-       zipFunTys,
+       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy, splitFunTy_maybe, splitFunTys, splitFunTysN,
+       funResultTy, funArgTy, zipFunTys,
 
        mkTyConApp, mkTyConTy, splitTyConApp_maybe,
        splitAlgTyConApp_maybe, splitAlgTyConApp, 
-       mkDictTy, splitDictTy_maybe, isDictTy,
+       mkDictTy, mkPredTy, splitPredTy_maybe, splitDictTy_maybe, isDictTy,
+
+       mkSynTy, isSynTy, deNoteType, 
 
-       mkSynTy, isSynTy, deNoteType, repType, splitNewType_maybe,
+       repType, splitRepFunTys, splitNewType_maybe, typePrimRep,
 
-        mkUsgTy, isUsgTy{- dont use -}, isNotUsgTy, splitUsgTy, unUsgTy, tyUsg,
+        UsageAnn(..), mkUsgTy, isUsgTy{- dont use -}, isNotUsgTy, splitUsgTy, unUsgTy, tyUsg,
+        mkUsForAllTy, mkUsForAllTys, splitUsForAllTys, substUsTy,
 
        mkForAllTy, mkForAllTys, splitForAllTy_maybe, splitForAllTys, 
        isForAllTy, applyTy, applyTys, mkPiType,
 
-       TauType, RhoType, SigmaType, ThetaType,
-       isTauTy,
-       mkRhoTy, splitRhoTy,
+       TauType, RhoType, SigmaType, PredType(..), ThetaType,
+       ClassPred, ClassContext, mkClassPred,
+       getClassTys_maybe, ipName_maybe, classesToPreds, classesOfPreds,
+       isTauTy, mkRhoTy, splitRhoTy,
        mkSigmaTy, splitSigmaTy,
 
        -- Lifting and boxity
        isUnLiftedType, isUnboxedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType, isNewType,
-       typePrimRep,
 
        -- Free variables
-       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, namesOfType, typeKind,
-       addFreeTyVars,
+       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tyVarsOfTheta,
+       namesOfType, typeKind, addFreeTyVars,
 
        -- Tidying up for printing
        tidyType,     tidyTypes,
@@ -66,231 +72,53 @@ module Type (
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  DataCon( DataCon, dataConType )
-import {-# SOURCE #-}  PprType( pprType )      -- Only called in debug messages
+-- We import the representation and primitive functions from TypeRep.
+-- Many things are reexported, but not the representation!
+
+import TypeRep
+
+-- Other imports:
+
+import {-# SOURCE #-}  DataCon( DataCon, dataConRepType )
+import {-# SOURCE #-}  PprType( pprType, pprPred )     -- Only called in debug messages
 import {-# SOURCE #-}   Subst  ( mkTyVarSubst, substTy )
 
 -- friends:
-import Var     ( Id, TyVar, IdOrTyVar, UVar,
-                 tyVarKind, tyVarName, isId, idType, setTyVarName, setVarOcc
+import Var     ( TyVar, Var, UVar,
+                 tyVarKind, tyVarName, setTyVarName, isId, idType,
                )
 import VarEnv
 import VarSet
 
-import Name    ( NamedThing(..), Provenance(..), ExportFlag(..),
-                 mkWiredInTyConName, mkGlobalName, mkLocalName, mkKindOccFS, tcName,
-                 tidyOccName, TidyOccEnv
+import Name    ( Name, NamedThing(..), mkLocalName, tidyOccName
                )
 import NameSet
 import Class   ( classTyCon, Class )
-import TyCon   ( TyCon, KindCon, 
-                 mkFunTyCon, mkKindCon, mkSuperKindCon,
-                 matchesTyCon, isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
+import TyCon   ( TyCon,
+                 isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
                  isFunTyCon, isDataTyCon, isNewTyCon,
                  isAlgTyCon, isSynTyCon, tyConArity,
-                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn, 
+                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn,
                  tyConPrimRep, tyConClass_maybe
                )
 
 -- others
-import BasicTypes      ( Unused )
-import SrcLoc          ( mkBuiltinSrcLoc, noSrcLoc )
-import PrelMods                ( pREL_GHC )
+import SrcLoc          ( noSrcLoc )
 import Maybes          ( maybeToBool )
 import PrimRep         ( PrimRep(..), isFollowableRep )
-import Unique          -- quite a few *Keys
-import Util            ( thenCmp, mapAccumL, seqList, ($!) )
+import Unique          ( Uniquable(..) )
+import Util            ( mapAccumL, seqList )
 import Outputable
 import UniqSet         ( sizeUniqSet )         -- Should come via VarSet
 \end{code}
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Type Classifications}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-A type is
-
-       *unboxed*       iff its representation is other than a pointer
-                       Unboxed types cannot instantiate a type variable.
-                       Unboxed types are always unlifted.
-
-       *lifted*        A type is lifted iff it has bottom as an element.
-                       Closures always have lifted types:  i.e. any
-                       let-bound identifier in Core must have a lifted
-                       type.  Operationally, a lifted object is one that
-                       can be entered.
-                       (NOTE: previously "pointed").                   
-
-       *algebraic*     A type with one or more constructors, whether declared
-                       with "data" or "newtype".   
-                       An algebraic type is one that can be deconstructed
-                       with a case expression.  
-                       *NOT* the same as lifted types,  because we also 
-                       include unboxed tuples in this classification.
-
-       *data*          A type declared with "data".  Also boxed tuples.
-
-       *primitive*     iff it is a built-in type that can't be expressed
-                       in Haskell.
-
-Currently, all primitive types are unlifted, but that's not necessarily
-the case.  (E.g. Int could be primitive.)
-
-Some primitive types are unboxed, such as Int#, whereas some are boxed
-but unlifted (such as ByteArray#).  The only primitive types that we
-classify as algebraic are the unboxed tuples.
-
-examples of type classifications:
-
-Type           primitive       boxed           lifted          algebraic    
------------------------------------------------------------------------------
-Int#,          Yes             No              No              No
-ByteArray#     Yes             Yes             No              No
-(# a, b #)     Yes             No              No              Yes
-(  a, b  )     No              Yes             Yes             Yes
-[a]            No              Yes             Yes             Yes
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{The data type}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-
-\begin{code}
-type SuperKind = Type
-type Kind      = Type
-
-type TyVarSubst = TyVarEnv Type
-
-data Type
-  = TyVarTy TyVar
-
-  | AppTy
-       Type            -- Function is *not* a TyConApp
-       Type
-
-  | TyConApp                   -- Application of a TyCon
-       TyCon                   -- *Invariant* saturated appliations of FunTyCon and
-                               --      synonyms have their own constructors, below.
-       [Type]          -- Might not be saturated.
-
-  | FunTy                      -- Special case of TyConApp: TyConApp FunTyCon [t1,t2]
-       Type
-       Type
-
-  | NoteTy                     -- Saturated application of a type synonym
-       TyNote
-       Type            -- The expanded version
-
-  | ForAllTy
-       TyVar
-       Type            -- TypeKind
-
-data TyNote
-  = SynNote Type       -- The unexpanded version of the type synonym; always a TyConApp
-  | FTVNote TyVarSet   -- The free type variables of the noted expression
-  | UsgNote UsageAnn    -- The usage annotation at this node
-
-data UsageAnn
-  = UsOnce             -- Used at most once
-  | UsMany             -- Used possibly many times (no info; this annotation can be omitted)
-  | UsVar UVar         -- Annotation is variable (should only happen inside analysis)
-\end{code}
-
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Kinds}
+\subsection{Stuff to do with kinds.}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Kinds
-~~~~~
-k::K = Type bx
-     | k -> k
-     | kv
-
-kv :: KX is a kind variable
-
-Type :: BX -> KX
-
-bx::BX = Boxed 
-      |  Unboxed
-      |  AnyBox                -- Used *only* for special built-in things
-                       -- like error :: forall (a::*?). String -> a
-                       -- Here, the 'a' can be instantiated to a boxed or
-                       -- unboxed type.
-      |  bv
-
-bxv :: BX is a boxity variable
-
-sk = KX                -- A kind
-   | BX                -- A boxity
-   | sk -> sk  -- In ptic (BX -> KX)
-
-\begin{code}
-mk_kind_name key str = mkGlobalName key pREL_GHC (mkKindOccFS tcName str)
-                                   (LocalDef mkBuiltinSrcLoc NotExported)
-       -- mk_kind_name is a bit of a hack
-       -- The LocalDef means that we print the name without
-       -- a qualifier, which is what we want for these kinds.
-       -- It's used for both Kinds and Boxities
-\end{code}
-
-Define KX, BX.
-
-\begin{code}
-superKind :: SuperKind                 -- KX, the type of all kinds
-superKindName = mk_kind_name kindConKey SLIT("KX")
-superKind = TyConApp (mkSuperKindCon superKindName) []
-
-superBoxity :: SuperKind               -- BX, the type of all boxities
-superBoxityName = mk_kind_name boxityConKey SLIT("BX")
-superBoxity = TyConApp (mkSuperKindCon superBoxityName) []
-\end{code}
-
-Define Boxed, Unboxed, AnyBox
-
-\begin{code}
-boxedKind, unboxedKind, anyBoxKind :: Kind     -- Of superkind superBoxity
-
-boxedConName = mk_kind_name boxedConKey SLIT("*")
-boxedKind    = TyConApp (mkKindCon boxedConName superBoxity) []
-
-unboxedConName = mk_kind_name unboxedConKey SLIT("#")
-unboxedKind    = TyConApp (mkKindCon unboxedConName superBoxity) []
-
-anyBoxConName = mk_kind_name anyBoxConKey SLIT("?")
-anyBoxCon     = mkKindCon anyBoxConName superBoxity    -- A kind of wild card
-anyBoxKind    = TyConApp anyBoxCon []
-\end{code}
-
-Define Type
-
-\begin{code}
-typeCon :: KindCon
-typeConName = mk_kind_name typeConKey SLIT("Type")
-typeCon     = mkKindCon typeConName (superBoxity `FunTy` superKind)
-\end{code}
-
-Define (Type Boxed), (Type Unboxed), (Type AnyBox)
-
-\begin{code}
-boxedTypeKind, unboxedTypeKind, openTypeKind :: Kind
-boxedTypeKind   = TyConApp typeCon [boxedKind]
-unboxedTypeKind = TyConApp typeCon [unboxedKind]
-openTypeKind   = TyConApp typeCon [anyBoxKind]
-
-mkArrowKind :: Kind -> Kind -> Kind
-mkArrowKind k1 k2 = k1 `FunTy` k2
-
-mkArrowKinds :: [Kind] -> Kind -> Kind
-mkArrowKinds arg_kinds result_kind = foldr mkArrowKind result_kind arg_kinds
-\end{code}
-
 \begin{code}
 hasMoreBoxityInfo :: Kind -> Kind -> Bool
 hasMoreBoxityInfo k1 k2
@@ -306,21 +134,6 @@ hasMoreBoxityInfo k1 k2
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Wired-in type constructors
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-We define a few wired-in type constructors here to avoid module knots
-
-\begin{code}
-funTyConName = mkWiredInTyConName funTyConKey pREL_GHC SLIT("(->)") funTyCon
-funTyCon = mkFunTyCon funTyConName (mkArrowKinds [boxedTypeKind, boxedTypeKind] boxedTypeKind)
-\end{code}
-
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
 \subsection{Constructor-specific functions}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -423,6 +236,10 @@ mkFunTy arg res = FunTy arg res
 mkFunTys :: [Type] -> Type -> Type
 mkFunTys tys ty = foldr FunTy ty tys
 
+splitFunTy :: Type -> (Type, Type)
+splitFunTy (FunTy arg res) = (arg, res)
+splitFunTy (NoteTy _ ty)   = splitFunTy ty
+
 splitFunTy_maybe :: Type -> Maybe (Type, Type)
 splitFunTy_maybe (FunTy arg res) = Just (arg, res)
 splitFunTy_maybe (NoteTy _ ty)   = splitFunTy_maybe ty
@@ -518,6 +335,11 @@ tell from the type constructor whether it's a dictionary or not.
 mkDictTy :: Class -> [Type] -> Type
 mkDictTy clas tys = TyConApp (classTyCon clas) tys
 
+mkPredTy :: PredType -> Type
+mkPredTy (Class clas tys) = TyConApp (classTyCon clas) tys
+mkPredTy (IParam n ty)    = NoteTy (IPNote n) ty
+
+{-
 splitDictTy_maybe :: Type -> Maybe (Class, [Type])
 splitDictTy_maybe (TyConApp tc tys) 
   |  maybeToBool maybe_class
@@ -528,6 +350,26 @@ splitDictTy_maybe (TyConApp tc tys)
 
 splitDictTy_maybe (NoteTy _ ty)        = splitDictTy_maybe ty
 splitDictTy_maybe other                = Nothing
+-}
+
+splitPredTy_maybe :: Type -> Maybe PredType
+splitPredTy_maybe (TyConApp tc tys) 
+  |  maybeToBool maybe_class
+  && tyConArity tc == length tys = Just (Class clas tys)
+  where
+     maybe_class = tyConClass_maybe tc
+     Just clas   = maybe_class
+
+splitPredTy_maybe (NoteTy (IPNote n) ty)
+                               = Just (IParam n ty)
+splitPredTy_maybe (NoteTy _ ty)        = splitPredTy_maybe ty
+splitPredTy_maybe other                = Nothing
+
+splitDictTy_maybe :: Type -> Maybe (Class, [Type])
+splitDictTy_maybe ty
+  = case splitPredTy_maybe ty of
+    Just p -> getClassTys_maybe p
+    Nothing -> Nothing
 
 isDictTy :: Type -> Bool
        -- This version is slightly more efficient than (maybeToBool . splitDictTy)
@@ -581,6 +423,8 @@ The reason is that we then get better (shorter) type signatures in
 interfaces.  Notably this plays a role in tcTySigs in TcBinds.lhs.
 
 
+               Representation types
+               ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 repType looks through 
        (a) for-alls, and
@@ -595,8 +439,15 @@ repType (ForAllTy _ ty)              = repType ty
 repType (TyConApp tc tys) | isNewTyCon tc = repType (new_type_rep tc tys)
 repType other_ty                         = other_ty
 
+
+typePrimRep :: Type -> PrimRep
+typePrimRep ty = case splitTyConApp_maybe (repType ty) of
+                  Just (tc, ty_args) -> tyConPrimRep tc
+                  other              -> PtrRep
+
 splitNewType_maybe :: Type -> Maybe Type
 -- Find the representation of a newtype, if it is one
+-- Looks through multiple levels of newtype
 splitNewType_maybe (NoteTy _ ty)                    = splitNewType_maybe ty
 splitNewType_maybe (TyConApp tc tys) | isNewTyCon tc = case splitNewType_maybe rep_ty of
                                                                Just rep_ty' -> Just rep_ty'
@@ -611,8 +462,15 @@ new_type_rep :: TyCon -> [Type] -> Type
 -- Looks through one layer only
 new_type_rep tc tys 
   = ASSERT( isNewTyCon tc )
-    case splitFunTy_maybe (applyTys (dataConType (head (tyConDataCons tc))) tys) of
+    case splitFunTy_maybe (applyTys (dataConRepType (head (tyConDataCons tc))) tys) of
        Just (rep_ty, _) -> rep_ty
+
+splitRepFunTys :: Type -> ([Type], Type)
+-- Like splitFunTys, but looks through newtypes and for-alls
+splitRepFunTys ty = split [] (repType ty)
+  where
+    split args (FunTy arg res)  = split (arg:args) (repType res)
+    split args ty               = (reverse args, ty)
 \end{code}
 
 
@@ -625,10 +483,11 @@ NB: Invariant: if present, usage note is at the very top of the type.
 This should be carefully preserved.
 
 In some parts of the compiler, comments use the _Once Upon a
-Polymorphic Type_ (POPL'99) usage of "sigma = usage-annotated type;
-tau = un-usage-annotated type"; unfortunately this conflicts with the
-rho/tau/theta/sigma usage in the rest of the compiler.
-(KSW 1999-04)
+Polymorphic Type_ (POPL'99) usage of "rho = generalised
+usage-annotated type; sigma = usage-annotated type; tau =
+usage-annotated type except on top"; unfortunately this conflicts with
+the rho/tau/theta/sigma usage in the rest of the compiler.  (KSW
+1999-07)
 
 \begin{code}
 mkUsgTy :: UsageAnn -> Type -> Type
@@ -645,16 +504,18 @@ isUsgTy :: Type -> Bool
 #ifndef USMANY
 isUsgTy _ = True
 #else
-isUsgTy (NoteTy (UsgNote _) _) = True
-isUsgTy other                  = False
+isUsgTy (NoteTy (UsgForAll _) ty) = isUsgTy ty
+isUsgTy (NoteTy (UsgNote   _) _ ) = True
+isUsgTy other                     = False
 #endif
 
 -- The isNotUsgTy function may return a false True if UsManys are omitted;
 -- in other words, A SSERT( isNotUsgTy ty ) may be useful but
 -- A SSERT( not (isNotUsg ty) ) is asking for trouble.  KSW 1999-04.
 isNotUsgTy :: Type -> Bool
-isNotUsgTy (NoteTy (UsgNote _) _) = False
-isNotUsgTy other                  = True
+isNotUsgTy (NoteTy (UsgForAll _) _) = False
+isNotUsgTy (NoteTy (UsgNote   _) _) = False
+isNotUsgTy other                    = True
 
 -- splitUsgTy_maybe is not exported, since it is meaningless if
 -- UsManys are omitted.  It is used in several places in this module,
@@ -662,7 +523,8 @@ isNotUsgTy other                  = True
 splitUsgTy_maybe :: Type -> Maybe (UsageAnn,Type)
 splitUsgTy_maybe (NoteTy (UsgNote usg) ty2) = ASSERT( isNotUsgTy ty2 )
                                               Just (usg,ty2)
-splitUsgTy_maybe ty                         = Nothing
+splitUsgTy_maybe ty@(NoteTy (UsgForAll _) _) = pprPanic "splitUsgTy_maybe:" $ pprType ty
+splitUsgTy_maybe ty                          = Nothing
 
 splitUsgTy :: Type -> (UsageAnn,Type)
 splitUsgTy ty = case splitUsgTy_maybe ty of
@@ -683,8 +545,38 @@ unUsgTy ty = case splitUsgTy_maybe ty of
                Just (_,ty1) -> ASSERT2( isNotUsgTy ty1, pprType ty )
                                ty1
                Nothing      -> ty
-\end{code}
 
+mkUsForAllTy :: UVar -> Type -> Type
+mkUsForAllTy uv ty = NoteTy (UsgForAll uv) ty
+
+mkUsForAllTys :: [UVar] -> Type -> Type
+mkUsForAllTys uvs ty = foldr (NoteTy . UsgForAll) ty uvs
+
+splitUsForAllTys :: Type -> ([UVar],Type)
+splitUsForAllTys ty = split ty []
+  where split (NoteTy (UsgForAll u) ty) uvs = split ty (u:uvs)
+        split other_ty                  uvs = (reverse uvs, other_ty)
+
+substUsTy :: VarEnv UsageAnn -> Type -> Type
+-- assumes range is fresh uvars, so no conflicts
+substUsTy ve    (NoteTy  note@(UsgNote (UsVar u))
+                                            ty ) = NoteTy (case lookupVarEnv ve u of
+                                                             Just ua -> UsgNote ua
+                                                             Nothing -> note)
+                                                          (substUsTy ve ty)
+substUsTy ve    (NoteTy  note@(UsgNote   _) ty ) = NoteTy note (substUsTy ve ty)
+substUsTy ve    (NoteTy  note@(UsgForAll _) ty ) = NoteTy note (substUsTy ve ty)
+substUsTy ve    (NoteTy  (SynNote ty1)      ty2) = NoteTy (SynNote (substUsTy ve ty1))
+                                                          (substUsTy ve ty2)
+substUsTy ve    (NoteTy  note@(FTVNote _)   ty ) = NoteTy note (substUsTy ve ty)
+substUsTy ve ty@(TyVarTy _                     ) = ty
+substUsTy ve    (AppTy   ty1                ty2) = AppTy (substUsTy ve ty1)
+                                                         (substUsTy ve ty2)
+substUsTy ve    (FunTy   ty1                ty2) = FunTy (substUsTy ve ty1)
+                                                         (substUsTy ve ty2)
+substUsTy ve    (TyConApp tyc               tys) = TyConApp tyc (map (substUsTy ve) tys)
+substUsTy ve    (ForAllTy yv                ty ) = ForAllTy yv (substUsTy ve ty)
+\end{code}
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -737,7 +629,7 @@ splitForAllTys ty = case splitUsgTy_maybe ty of
 it is given a type variable or a term variable.
 
 \begin{code}
-mkPiType :: IdOrTyVar -> Type -> Type  -- The more polymorphic version doesn't work...
+mkPiType :: Var -> Type -> Type                -- The more polymorphic version doesn't work...
 mkPiType v ty | isId v    = mkFunTy (idType v) ty
              | otherwise = mkForAllTy v ty
 \end{code}
@@ -746,11 +638,12 @@ Applying a for-all to its arguments
 
 \begin{code}
 applyTy :: Type -> Type -> Type
-applyTy (NoteTy note@(UsgNote _) fun) arg = NoteTy note (applyTy fun arg)
-applyTy (NoteTy _ fun)                arg = applyTy fun arg
-applyTy (ForAllTy tv ty)              arg = ASSERT( isNotUsgTy arg )
-                                            substTy (mkTyVarSubst [tv] [arg]) ty
-applyTy other                        arg = panic "applyTy"
+applyTy (NoteTy note@(UsgNote   _) fun) arg = NoteTy note (applyTy fun arg)
+applyTy (NoteTy note@(UsgForAll _) fun) arg = NoteTy note (applyTy fun arg)
+applyTy (NoteTy _ fun)                  arg = applyTy fun arg
+applyTy (ForAllTy tv ty)                arg = ASSERT( isNotUsgTy arg )
+                                              substTy (mkTyVarSubst [tv] [arg]) ty
+applyTy other                          arg = panic "applyTy"
 
 applyTys :: Type -> [Type] -> Type
 applyTys fun_ty arg_tys
@@ -759,43 +652,68 @@ applyTys fun_ty arg_tys
    (tvs, ty) = split fun_ty arg_tys
    
    split fun_ty               []         = ([], fun_ty)
+   split (NoteTy note@(UsgNote   _) fun_ty)
+                              args       = case split fun_ty args of
+                                             (tvs, ty) -> (tvs, NoteTy note ty)
+   split (NoteTy note@(UsgForAll _) fun_ty)
+                              args       = case split fun_ty args of
+                                             (tvs, ty) -> (tvs, NoteTy note ty)
    split (NoteTy _ fun_ty)    args       = split fun_ty args
    split (ForAllTy tv fun_ty) (arg:args) = ASSERT2( isNotUsgTy arg, vcat (map pprType arg_tys) $$
                                                                    text "in application of" <+> pprType fun_ty)
                                           case split fun_ty args of
                                                  (tvs, ty) -> (tv:tvs, ty)
    split other_ty             args       = panic "applyTys"
-
-{-             OLD version with bogus usage stuff
-
-       ************* CHECK WITH KEITH **************
-
-   go env ty               []         = substTy (mkVarEnv env) ty
-   go env (NoteTy note@(UsgNote _) fun)
-                           args       = NoteTy note (go env fun args)
-   go env (NoteTy _ fun)   args       = go env fun args
-   go env (ForAllTy tv ty) (arg:args) = go ((tv,arg):env) ty args
-   go env other            args       = panic "applyTys"
--}
 \end{code}
 
 Note that we allow applications to be of usage-annotated- types, as an
 extension: we handle them by lifting the annotation outside.  The
 argument, however, must still be unannotated.
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Stuff to do with the source-language types}
+
+PredType and ThetaType are used in types for expressions and bindings.
+ClassPred and ClassContext are used in class and instance declarations.
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
 type RhoType   = Type
 type TauType   = Type
-type ThetaType = [(Class, [Type])]
+data PredType  = Class  Class [Type]
+              | IParam Name  Type
+type ThetaType = [PredType]
+type ClassPred = (Class, [Type])
+type ClassContext = [ClassPred]
 type SigmaType = Type
 \end{code}
 
+\begin{code}
+instance Outputable PredType where
+    ppr = pprPred
+\end{code}
+
+\begin{code}
+mkClassPred clas tys = Class clas tys
+
+getClassTys_maybe :: PredType -> Maybe ClassPred
+getClassTys_maybe (Class clas tys) = Just (clas, tys)
+getClassTys_maybe _                = Nothing
+
+ipName_maybe :: PredType -> Maybe Name
+ipName_maybe (IParam n _) = Just n
+ipName_maybe _           = Nothing
+
+classesToPreds cts = map (uncurry Class) cts
+
+classesOfPreds theta = concatMap cvt theta
+    where cvt (Class clas tys) = [(clas, tys)]
+         cvt (IParam _   _  ) = []
+\end{code}
+
 @isTauTy@ tests for nested for-alls.
 
 \begin{code}
@@ -809,14 +727,14 @@ isTauTy other              = False
 \end{code}
 
 \begin{code}
-mkRhoTy :: [(Class, [Type])] -> Type -> Type
-mkRhoTy theta ty = foldr (\(c,t) r -> FunTy (mkDictTy c t) r) ty theta
+mkRhoTy :: [PredType] -> Type -> Type
+mkRhoTy theta ty = foldr (\p r -> FunTy (mkPredTy p) r) ty theta
 
-splitRhoTy :: Type -> ([(Class, [Type])], Type)
+splitRhoTy :: Type -> ([PredType], Type)
 splitRhoTy ty = split ty ty []
  where
-  split orig_ty (FunTy arg res) ts = case splitDictTy_maybe arg of
-                                       Just pair -> split res res (pair:ts)
+  split orig_ty (FunTy arg res) ts = case splitPredTy_maybe arg of
+                                       Just p -> split res res (p:ts)
                                        Nothing   -> (reverse ts, orig_ty)
   split orig_ty (NoteTy _ ty) ts   = split orig_ty ty ts
   split orig_ty ty ts             = (reverse ts, orig_ty)
@@ -827,7 +745,7 @@ splitRhoTy ty = split ty ty []
 \begin{code}
 mkSigmaTy tyvars theta tau = mkForAllTys tyvars (mkRhoTy theta tau)
 
-splitSigmaTy :: Type -> ([TyVar], [(Class, [Type])], Type)
+splitSigmaTy :: Type -> ([TyVar], [PredType], Type)
 splitSigmaTy ty =
   (tyvars, theta, tau)
  where
@@ -872,6 +790,8 @@ tyVarsOfType (TyConApp tycon tys)   = tyVarsOfTypes tys
 tyVarsOfType (NoteTy (FTVNote tvs) ty2) = tvs
 tyVarsOfType (NoteTy (SynNote ty1) ty2)        = tyVarsOfType ty1
 tyVarsOfType (NoteTy (UsgNote _) ty)   = tyVarsOfType ty
+tyVarsOfType (NoteTy (UsgForAll _) ty) = tyVarsOfType ty
+tyVarsOfType (NoteTy (IPNote _) ty)    = tyVarsOfType ty
 tyVarsOfType (FunTy arg res)           = tyVarsOfType arg `unionVarSet` tyVarsOfType res
 tyVarsOfType (AppTy fun arg)           = tyVarsOfType fun `unionVarSet` tyVarsOfType arg
 tyVarsOfType (ForAllTy tyvar ty)       = tyVarsOfType ty `minusVarSet` unitVarSet tyvar
@@ -879,12 +799,20 @@ tyVarsOfType (ForAllTy tyvar ty)  = tyVarsOfType ty `minusVarSet` unitVarSet tyva
 tyVarsOfTypes :: [Type] -> TyVarSet
 tyVarsOfTypes tys = foldr (unionVarSet.tyVarsOfType) emptyVarSet tys
 
+tyVarsOfPred :: PredType -> TyVarSet
+tyVarsOfPred (Class clas tys) = tyVarsOfTypes tys
+tyVarsOfPred (IParam n ty)    = tyVarsOfType ty
+
+tyVarsOfTheta :: ThetaType -> TyVarSet
+tyVarsOfTheta = foldr (unionVarSet . tyVarsOfPred) emptyVarSet
+
 -- Add a Note with the free tyvars to the top of the type
 -- (but under a usage if there is one)
 addFreeTyVars :: Type -> Type
-addFreeTyVars (NoteTy note@(UsgNote _) ty) = NoteTy note (addFreeTyVars ty)
-addFreeTyVars ty@(NoteTy (FTVNote _) _)    = ty
-addFreeTyVars ty                          = NoteTy (FTVNote (tyVarsOfType ty)) ty
+addFreeTyVars (NoteTy note@(UsgNote   _) ty) = NoteTy note (addFreeTyVars ty)
+addFreeTyVars (NoteTy note@(UsgForAll _) ty) = NoteTy note (addFreeTyVars ty)
+addFreeTyVars ty@(NoteTy (FTVNote _) _)      = ty
+addFreeTyVars ty                            = NoteTy (FTVNote (tyVarsOfType ty)) ty
 
 -- Find the free names of a type, including the type constructors and classes it mentions
 namesOfType :: Type -> NameSet
@@ -945,22 +873,24 @@ tidyType env@(tidy_env, subst) ty
                                Just tv' -> TyVarTy tv'
     go (TyConApp tycon tys) = let args = map go tys
                              in args `seqList` TyConApp tycon args
-    go (NoteTy note ty)     = (NoteTy $! (go_note note)) $! (go ty)
-    go (AppTy fun arg)     = (AppTy $! (go fun)) $! (go arg)
-    go (FunTy fun arg)     = (FunTy $! (go fun)) $! (go arg)
-    go (ForAllTy tv ty)            = ForAllTy tv' $! (tidyType env' ty)
-                           where
-                             (env', tv') = tidyTyVar env tv
+    go (NoteTy note ty)     = (NoteTy SAPPLY (go_note note)) SAPPLY (go ty)
+    go (AppTy fun arg)     = (AppTy SAPPLY (go fun)) SAPPLY (go arg)
+    go (FunTy fun arg)     = (FunTy SAPPLY (go fun)) SAPPLY (go arg)
+    go (ForAllTy tv ty)            = ForAllTy tvp SAPPLY (tidyType envp ty)
+                             where
+                               (envp, tvp) = tidyTyVar env tv
 
-    go_note (SynNote ty)        = SynNote $! (go ty)
+    go_note (SynNote ty)        = SynNote SAPPLY (go ty)
     go_note note@(FTVNote ftvs) = note -- No need to tidy the free tyvars
     go_note note@(UsgNote _)    = note  -- Usage annotation is already tidy
+    go_note note@(UsgForAll _)  = note  -- Uvar binder is already tidy
+    go_note (IPNote n)         = IPNote (tidyIPName n)
 
 tidyTypes  env tys    = map (tidyType env) tys
 \end{code}
 
 
-@tidyOpenType@ grabs the free type varibles, tidies them
+@tidyOpenType@ grabs the free type variables, tidies them
 and then uses @tidyType@ to work over the type itself
 
 \begin{code}
@@ -978,6 +908,12 @@ tidyTopType :: Type -> Type
 tidyTopType ty = tidyType emptyTidyEnv ty
 \end{code}
 
+\begin{code}
+tidyIPName :: Name -> Name
+tidyIPName name
+  = mkLocalName (getUnique name) (getOccName name) noSrcLoc
+\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -990,9 +926,16 @@ isUnboxedType :: Type -> Bool
 isUnboxedType ty = not (isFollowableRep (typePrimRep ty))
 
 isUnLiftedType :: Type -> Bool
-isUnLiftedType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
-                          Just (tc, ty_args) -> isUnLiftedTyCon tc
-                          other              -> False
+       -- isUnLiftedType returns True for forall'd unlifted types:
+       --      x :: forall a. Int#
+       -- I found bindings like these were getting floated to the top level.
+       -- They are pretty bogus types, mind you.  It would be better never to
+       -- construct them
+
+isUnLiftedType (ForAllTy tv ty) = isUnLiftedType ty
+isUnLiftedType (NoteTy _ ty)   = isUnLiftedType ty
+isUnLiftedType (TyConApp tc _)  = isUnLiftedTyCon tc
+isUnLiftedType other           = False
 
 isUnboxedTupleType :: Type -> Bool
 isUnboxedTupleType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
@@ -1018,69 +961,6 @@ isNewType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
                        Just (tc, ty_args) -> ASSERT( length ty_args == tyConArity tc )
                                              isNewTyCon tc
                        other              -> False
-
-typePrimRep :: Type -> PrimRep
-typePrimRep ty = case splitTyConApp_maybe ty of
-                  Just (tc, ty_args) -> tyConPrimRep tc
-                  other              -> PtrRep
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Equality on types}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-For the moment at least, type comparisons don't work if 
-there are embedded for-alls.
-
-\begin{code}
-instance Eq Type where
-  ty1 == ty2 = case ty1 `cmpTy` ty2 of { EQ -> True; other -> False }
-
-instance Ord Type where
-  compare ty1 ty2 = cmpTy ty1 ty2
-
-cmpTy :: Type -> Type -> Ordering
-cmpTy ty1 ty2
-  = cmp emptyVarEnv ty1 ty2
-  where
-  -- The "env" maps type variables in ty1 to type variables in ty2
-  -- So when comparing for-alls.. (forall tv1 . t1) (forall tv2 . t2)
-  -- we in effect substitute tv2 for tv1 in t1 before continuing
-    lookup env tv1 = case lookupVarEnv env tv1 of
-                         Just tv2 -> tv2
-                         Nothing  -> tv1
-
-    -- Get rid of NoteTy
-    cmp env (NoteTy _ ty1) ty2 = cmp env ty1 ty2
-    cmp env ty1 (NoteTy _ ty2) = cmp env ty1 ty2
-    
-    -- Deal with equal constructors
-    cmp env (TyVarTy tv1) (TyVarTy tv2) = lookup env tv1 `compare` tv2
-    cmp env (AppTy f1 a1) (AppTy f2 a2) = cmp env f1 f2 `thenCmp` cmp env a1 a2
-    cmp env (FunTy f1 a1) (FunTy f2 a2) = cmp env f1 f2 `thenCmp` cmp env a1 a2
-    cmp env (TyConApp tc1 tys1) (TyConApp tc2 tys2) = (tc1 `compare` tc2) `thenCmp` (cmps env tys1 tys2)
-    cmp env (ForAllTy tv1 t1)   (ForAllTy tv2 t2)   = cmp (extendVarEnv env tv1 tv2) t1 t2
-    
-    -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy
-    cmp env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
-    
-    cmp env (FunTy _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (FunTy _ _) (AppTy _ _) = GT
-    
-    cmp env (TyConApp _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (AppTy _ _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (FunTy _ _) = GT
-    
-    cmp env (ForAllTy _ _) other       = GT
-    
-    cmp env _ _                               = LT
-
-    cmps env []     [] = EQ
-    cmps env (t:ts) [] = GT
-    cmps env [] (t:ts) = LT
-    cmps env (t1:t1s) (t2:t2s) = cmp env t1 t2 `thenCmp` cmps env t1s t2s
 \end{code}
 
 
@@ -1107,5 +987,6 @@ seqNote :: TyNote -> ()
 seqNote (SynNote ty)  = seqType ty
 seqNote (FTVNote set) = sizeUniqSet set `seq` ()
 seqNote (UsgNote usg) = usg `seq` ()
+seqNote (IPNote nm)    = nm `seq` ()
 \end{code}