[project @ 2000-10-30 09:52:14 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / types / Type.lhs
index 0a1887b..5a675a4 100644 (file)
 %
 % (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
-
-       boxedKind,                                      -- :: Kind :: BX
-       anyBoxKind,                                     -- :: Kind :: BX
-       typeCon,                                        -- :: KindCon :: BX -> KX
-       anyBoxCon,                                      -- :: KindCon :: BX
-
-       boxedTypeKind, unboxedTypeKind, openTypeKind,   -- Kind :: superKind
-
-       mkArrowKind, mkArrowKinds, hasMoreBoxityInfo,
+       superKind, superBoxity,                         -- KX and BX respectively
+       boxedBoxity, unboxedBoxity,                     -- :: BX
+       openKindCon,                                    -- :: KX
+       typeCon,                                        -- :: BX -> KX
+       boxedTypeKind, unboxedTypeKind, openTypeKind,   -- :: KX
+       mkArrowKind, mkArrowKinds,                      -- :: KX -> KX -> KX
 
        funTyCon,
 
+        -- exports from this module:
+        hasMoreBoxityInfo, defaultKind,
+
        mkTyVarTy, mkTyVarTys, getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
 
        mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys, splitAppTy_maybe,
 
-       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy_maybe, splitFunTys, splitFunTysN, funResultTy,
-       zipFunTys,
+       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy, splitFunTy_maybe, splitFunTys, splitFunTysN,
+       funResultTy, funArgTy, zipFunTys,
 
        mkTyConApp, mkTyConTy, splitTyConApp_maybe,
-       splitAlgTyConApp_maybe, splitAlgTyConApp, splitRepTyConApp_maybe,
-       mkDictTy, splitDictTy_maybe, isDictTy,
+       splitAlgTyConApp_maybe, splitAlgTyConApp, 
+
+       -- Predicates and the like
+       mkDictTy, mkDictTys, mkPredTy, splitPredTy_maybe, 
+       splitDictTy, splitDictTy_maybe, isDictTy, predRepTy, splitDFunTy,
+
+       mkSynTy, isSynTy, deNoteType, 
 
-       mkSynTy, isSynTy, deNoteType,
+       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,
+       applyTy, applyTys, hoistForAllTys,
 
-       TauType, RhoType, SigmaType, ThetaType,
-       isTauTy,
-       mkRhoTy, splitRhoTy,
-       mkSigmaTy, splitSigmaTy,
+       TauType, RhoType, SigmaType, PredType(..), ThetaType,
+       ClassPred, ClassContext, mkClassPred,
+       getClassTys_maybe, ipName_maybe, classesOfPreds,
+       isTauTy, mkRhoTy, splitRhoTy,
+       mkSigmaTy, isSigmaTy, splitSigmaTy,
+       getDFunTyKey,
 
        -- Lifting and boxity
-       isUnLiftedType, isUnboxedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType,
-       typePrimRep,
+       isUnLiftedType, isUnboxedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType, isNewType,
 
        -- Free variables
-       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, namesOfType, typeKind,
-       addFreeTyVars,
+       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tyVarsOfTheta,
+       namesOfType, typeKind, addFreeTyVars,
 
        -- Tidying up for printing
        tidyType,     tidyTypes,
        tidyOpenType, tidyOpenTypes,
        tidyTyVar,    tidyTyVars,
-       tidyTopType
+       tidyTopType,
+
+       -- Seq
+       seqType, seqTypes
+
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-}  DataCon( DataCon, dataConType )
+-- 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 )
 import {-# SOURCE #-}  PprType( pprType )      -- 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, UVar,
+                 tyVarKind, tyVarName, setTyVarName, 
                )
 import VarEnv
 import VarSet
 
-import Name    ( NamedThing(..), Provenance(..), ExportFlag(..),
-                 mkWiredInTyConName, mkGlobalName, mkLocalName, mkKindOccFS, tcName,
-                 tidyOccName, TidyOccEnv
-               )
+import Name    ( Name, NamedThing(..), OccName, mkLocalName, tidyOccName )
 import NameSet
-import Class   ( classTyCon, Class )
-import TyCon   ( TyCon, KindCon, 
-                 mkFunTyCon, mkKindCon, mkSuperKindCon,
-                 matchesTyCon, isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
-                 isFunTyCon, isDataTyCon, isNewTyCon,
+import Class   ( classTyCon, Class, ClassPred, ClassContext )
+import TyCon   ( TyCon,
+                 isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
+                 isFunTyCon, isDataTyCon, isNewTyCon, newTyConRep,
                  isAlgTyCon, isSynTyCon, tyConArity,
-                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn, 
-                 tyConPrimRep, tyConClass_maybe
+                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn,
+                 tyConPrimRep
                )
 
 -- others
-import BasicTypes      ( Unused )
-import SrcLoc          ( mkBuiltinSrcLoc, noSrcLoc )
-import PrelMods                ( pREL_GHC )
-import Maybes          ( maybeToBool )
+import SrcLoc          ( noSrcLoc )
 import PrimRep         ( PrimRep(..), isFollowableRep )
-import Unique          -- quite a few *Keys
-import Util            ( thenCmp, mapAccumL, seqList, ($!) )
+import Unique          ( Uniquable(..) )
+import Util            ( mapAccumL, seqList, thenCmp )
 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}
+\subsection{Stuff to do with kinds.}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-
-\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}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-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
-  | k2 == openTypeKind = ASSERT( is_type_kind k1) True
+  | k2 == openTypeKind = True
   | otherwise         = k1 == k2
-  where
-       -- Returns true for things of form (Type x)
-    is_type_kind k = case splitTyConApp_maybe k of
-                       Just (tc,[_]) -> tc == typeCon
-                       Nothing       -> False
-\end{code}
-
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\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)
+defaultKind :: Kind -> Kind
+-- Used when generalising: default kind '?' to '*'
+defaultKind kind | kind == openTypeKind = boxedTypeKind
+                | otherwise            = kind
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Constructor-specific functions}
@@ -333,17 +149,20 @@ mkTyVarTys = map mkTyVarTy -- a common use of mkTyVarTy
 
 getTyVar :: String -> Type -> TyVar
 getTyVar msg (TyVarTy tv) = tv
+getTyVar msg (PredTy p)   = getTyVar msg (predRepTy p)
 getTyVar msg (NoteTy _ t) = getTyVar msg t
 getTyVar msg other       = panic ("getTyVar: " ++ msg)
 
 getTyVar_maybe :: Type -> Maybe TyVar
 getTyVar_maybe (TyVarTy tv) = Just tv
 getTyVar_maybe (NoteTy _ t) = getTyVar_maybe t
+getTyVar_maybe (PredTy p)   = getTyVar_maybe (predRepTy p)
 getTyVar_maybe other       = Nothing
 
 isTyVarTy :: Type -> Bool
 isTyVarTy (TyVarTy tv)  = True
 isTyVarTy (NoteTy _ ty) = isTyVarTy ty
+isTyVarTy (PredTy p)    = isTyVarTy (predRepTy p)
 isTyVarTy other         = False
 \end{code}
 
@@ -356,8 +175,10 @@ invariant that a TyConApp is always visibly so.  mkAppTy maintains the
 invariant: use it.
 
 \begin{code}
-mkAppTy orig_ty1 orig_ty2 = ASSERT2( isNotUsgTy orig_ty1 && isNotUsgTy orig_ty2, pprType orig_ty1 <+> text "to" <+> pprType orig_ty2 )
-                            mk_app orig_ty1
+mkAppTy orig_ty1 orig_ty2
+  = ASSERT2( isNotUsgTy orig_ty1 && isNotUsgTy orig_ty2, pprType orig_ty1 <+> text "to" <+> pprType orig_ty2 )
+    ASSERT( not (isPredTy orig_ty1) )  -- Predicates are of kind *
+    mk_app orig_ty1
   where
     mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
     mk_app (TyConApp tc tys) = mkTyConApp tc (tys ++ [orig_ty2])
@@ -370,8 +191,10 @@ mkAppTys orig_ty1 []           = orig_ty1
        -- For example: mkAppTys Rational []
        --   returns to (Ratio Integer), which has needlessly lost
        --   the Rational part.
-mkAppTys orig_ty1 orig_tys2 = ASSERT2( isNotUsgTy orig_ty1, pprType orig_ty1 )
-                              mk_app orig_ty1
+mkAppTys orig_ty1 orig_tys2
+  = ASSERT2( isNotUsgTy orig_ty1, pprType orig_ty1 )
+    ASSERT( not (isPredTy orig_ty1) )  -- Predicates are of kind *
+    mk_app orig_ty1
   where
     mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
     mk_app (TyConApp tc tys) = mkTyConApp tc (tys ++ orig_tys2)
@@ -382,6 +205,7 @@ splitAppTy_maybe :: Type -> Maybe (Type, Type)
 splitAppTy_maybe (FunTy ty1 ty2)   = Just (TyConApp funTyCon [ty1], ty2)
 splitAppTy_maybe (AppTy ty1 ty2)   = Just (ty1, ty2)
 splitAppTy_maybe (NoteTy _ ty)     = splitAppTy_maybe ty
+splitAppTy_maybe (PredTy p)        = splitAppTy_maybe (predRepTy p)
 splitAppTy_maybe (TyConApp tc [])  = Nothing
 splitAppTy_maybe (TyConApp tc tys) = split tys []
                            where
@@ -400,6 +224,7 @@ splitAppTys ty = split ty ty []
   where
     split orig_ty (AppTy ty arg)        args = split ty ty (arg:args)
     split orig_ty (NoteTy _ ty)         args = split orig_ty ty args
+    split orig_ty (PredTy p)            args = split orig_ty (predRepTy p) args
     split orig_ty (FunTy ty1 ty2)       args = ASSERT( null args )
                                               (TyConApp funTyCon [], [ty1,ty2])
     split orig_ty (TyConApp tc tc_args) args = (TyConApp tc [], tc_args ++ args)
@@ -418,9 +243,15 @@ 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 (PredTy p)      = splitFunTy (predRepTy p)
+
 splitFunTy_maybe :: Type -> Maybe (Type, Type)
 splitFunTy_maybe (FunTy arg res) = Just (arg, res)
 splitFunTy_maybe (NoteTy _ ty)   = splitFunTy_maybe ty
+splitFunTy_maybe (PredTy p)             = splitFunTy_maybe (predRepTy p)
 splitFunTy_maybe other          = Nothing
 
 splitFunTys :: Type -> ([Type], Type)
@@ -428,6 +259,7 @@ splitFunTys ty = split [] ty ty
   where
     split args orig_ty (FunTy arg res) = split (arg:args) res res
     split args orig_ty (NoteTy _ ty)   = split args orig_ty ty
+    split args orig_ty (PredTy p)      = split args orig_ty (predRepTy p)
     split args orig_ty ty              = (reverse args, orig_ty)
 
 splitFunTysN :: String -> Int -> Type -> ([Type], Type)
@@ -436,6 +268,7 @@ splitFunTysN msg orig_n orig_ty = split orig_n [] orig_ty orig_ty
     split 0 args syn_ty ty             = (reverse args, syn_ty) 
     split n args syn_ty (FunTy arg res) = split (n-1) (arg:args) res    res
     split n args syn_ty (NoteTy _ ty)   = split n     args       syn_ty ty
+    split n args syn_ty (PredTy p)      = split n     args       syn_ty (predRepTy p)
     split n args syn_ty ty              = pprPanic ("splitFunTysN: " ++ msg) (int orig_n <+> pprType orig_ty)
 
 zipFunTys :: Outputable a => [a] -> Type -> ([(a,Type)], Type)
@@ -444,12 +277,20 @@ zipFunTys orig_xs orig_ty = split [] orig_xs orig_ty orig_ty
     split acc []     nty ty             = (reverse acc, nty)
     split acc (x:xs) nty (FunTy arg res) = split ((x,arg):acc) xs res res
     split acc xs     nty (NoteTy _ ty)   = split acc           xs nty ty
+    split acc xs     nty (PredTy p)      = split acc           xs nty (predRepTy p)
     split acc (x:xs) nty ty              = pprPanic "zipFunTys" (ppr orig_xs <+> pprType orig_ty)
     
 funResultTy :: Type -> Type
 funResultTy (FunTy arg res) = res
 funResultTy (NoteTy _ ty)   = funResultTy ty
+funResultTy (PredTy p)      = funResultTy (predRepTy p)
 funResultTy ty             = pprPanic "funResultTy" (pprType ty)
+
+funArgTy :: Type -> Type
+funArgTy (FunTy arg res) = arg
+funArgTy (NoteTy _ ty)   = funArgTy ty
+funArgTy (PredTy p)      = funArgTy (predRepTy p)
+funArgTy ty             = pprPanic "funArgTy" (pprType ty)
 \end{code}
 
 
@@ -480,18 +321,20 @@ splitTyConApp_maybe :: Type -> Maybe (TyCon, [Type])
 splitTyConApp_maybe (TyConApp tc tys) = Just (tc, tys)
 splitTyConApp_maybe (FunTy arg res)   = Just (funTyCon, [arg,res])
 splitTyConApp_maybe (NoteTy _ ty)     = splitTyConApp_maybe ty
+splitTyConApp_maybe (PredTy p)       = splitTyConApp_maybe (predRepTy p)
 splitTyConApp_maybe other            = Nothing
 
 -- splitAlgTyConApp_maybe looks for 
 --     *saturated* applications of *algebraic* data types
 -- "Algebraic" => newtype, data type, or dictionary (not function types)
--- We return the constructors too.
+-- We return the constructors too, so there had better be some.
 
 splitAlgTyConApp_maybe :: Type -> Maybe (TyCon, [Type], [DataCon])
 splitAlgTyConApp_maybe (TyConApp tc tys) 
-  | isAlgTyCon tc &&
+  | isAlgTyCon tc && 
     tyConArity tc == length tys      = Just (tc, tys, tyConDataCons tc)
 splitAlgTyConApp_maybe (NoteTy _ ty) = splitAlgTyConApp_maybe ty
+splitAlgTyConApp_maybe (PredTy p)    = splitAlgTyConApp_maybe (predRepTy p)
 splitAlgTyConApp_maybe other        = Nothing
 
 splitAlgTyConApp :: Type -> (TyCon, [Type], [DataCon])
@@ -499,56 +342,12 @@ splitAlgTyConApp :: Type -> (TyCon, [Type], [DataCon])
 splitAlgTyConApp (TyConApp tc tys) = ASSERT( isAlgTyCon tc && tyConArity tc == length tys )
                                     (tc, tys, tyConDataCons tc)
 splitAlgTyConApp (NoteTy _ ty)     = splitAlgTyConApp ty
+splitAlgTyConApp (PredTy p)        = splitAlgTyConApp (predRepTy p)
+#ifdef DEBUG
+splitAlgTyConApp ty = pprPanic "splitAlgTyConApp" (pprType ty)
+#endif
 \end{code}
 
-"Dictionary" types are just ordinary data types, but you can
-tell from the type constructor whether it's a dictionary or not.
-
-\begin{code}
-mkDictTy :: Class -> [Type] -> Type
-mkDictTy clas tys = TyConApp (classTyCon clas) tys
-
-splitDictTy_maybe :: Type -> Maybe (Class, [Type])
-splitDictTy_maybe (TyConApp tc tys) 
-  |  maybeToBool maybe_class
-  && tyConArity tc == length tys = Just (clas, tys)
-  where
-     maybe_class = tyConClass_maybe tc
-     Just clas   = maybe_class
-
-splitDictTy_maybe (NoteTy _ ty)        = splitDictTy_maybe ty
-splitDictTy_maybe other                = Nothing
-
-isDictTy :: Type -> Bool
-       -- This version is slightly more efficient than (maybeToBool . splitDictTy)
-isDictTy (TyConApp tc tys) 
-  |  maybeToBool (tyConClass_maybe tc)
-  && tyConArity tc == length tys
-  = True
-isDictTy (NoteTy _ ty) = isDictTy ty
-isDictTy other         = False
-\end{code}
-
-splitRepTyConApp_maybe is like splitTyConApp_maybe except
-that it looks through 
-       (a) for-alls, and
-       (b) newtypes
-in addition to synonyms.  It's useful in the back end where we're not
-interested in newtypes anymore.
-
-\begin{code}
-splitRepTyConApp_maybe :: Type -> Maybe (TyCon, [Type])
-splitRepTyConApp_maybe (FunTy arg res)   = Just (funTyCon, [arg,res])
-splitRepTyConApp_maybe (NoteTy _ ty)     = splitRepTyConApp_maybe ty
-splitRepTyConApp_maybe (ForAllTy _ ty)   = splitRepTyConApp_maybe ty
-splitRepTyConApp_maybe (TyConApp tc tys) 
-       | isNewTyCon tc 
-       = case splitFunTy_maybe (applyTys (dataConType (head (tyConDataCons tc))) tys) of
-               Just (rep_ty, _) -> splitRepTyConApp_maybe rep_ty
-       | otherwise
-       = Just (tc,tys)
-splitRepTyConApp_maybe other            = Nothing
-\end{code}
 
 ---------------------------------------------------------------------
                                SynTy
@@ -558,6 +357,7 @@ splitRepTyConApp_maybe other                 = Nothing
 mkSynTy syn_tycon tys
   = ASSERT( isSynTyCon syn_tycon )
     ASSERT( isNotUsgTy body )
+    ASSERT( length tyvars == length tys )
     NoteTy (SynNote (TyConApp syn_tycon tys))
           (substTy (mkTyVarSubst tyvars tys) body)
   where
@@ -567,9 +367,10 @@ isSynTy (NoteTy (SynNote _) _) = True
 isSynTy other                  = False
 
 deNoteType :: Type -> Type
-       -- Sorry for the cute name
+       -- Remove synonyms, but not Preds
 deNoteType ty@(TyVarTy tyvar)  = ty
 deNoteType (TyConApp tycon tys) = TyConApp tycon (map deNoteType tys)
+deNoteType (PredTy p)          = PredTy p
 deNoteType (NoteTy _ ty)       = deNoteType ty
 deNoteType (AppTy fun arg)     = AppTy (deNoteType fun) (deNoteType arg)
 deNoteType (FunTy fun arg)     = FunTy (deNoteType fun) (deNoteType arg)
@@ -591,6 +392,54 @@ 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
+       (b) newtypes
+       (c) synonyms
+       (d) predicates
+It's useful in the back end where we're not
+interested in newtypes anymore.
+
+\begin{code}
+repType :: Type -> Type
+repType (ForAllTy _ ty) = repType ty
+repType (NoteTy   _ ty) = repType ty
+repType (PredTy  p)     = repType (predRepTy p)
+repType ty             = case splitNewType_maybe ty of
+                           Just ty' -> repType ty'     -- Still re-apply repType in case of for-all
+                           Nothing  -> 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)
+
+typePrimRep :: Type -> PrimRep
+typePrimRep ty = case repType ty of
+                  TyConApp tc _ -> tyConPrimRep tc
+                  FunTy _ _     -> PtrRep
+                  AppTy _ _     -> PtrRep      -- ??
+                  TyVarTy _     -> PtrRep
+
+splitNewType_maybe :: Type -> Maybe Type
+-- Find the representation of a newtype, if it is one
+-- Looks through multiple levels of newtype, but does not look through for-alls
+splitNewType_maybe (NoteTy _ ty)     = splitNewType_maybe ty
+splitNewType_maybe (PredTy p)        = splitNewType_maybe (predRepTy p)
+splitNewType_maybe (TyConApp tc tys) = case newTyConRep tc of
+                                        Just rep_ty -> ASSERT( length tys == tyConArity tc )
+                                               -- The assert should hold because repType should
+                                               -- only be applied to *types* (of kind *)
+                                                       Just (applyTys rep_ty tys)
+                                        Nothing     -> Nothing
+splitNewType_maybe other            = Nothing                                          
+\end{code}
+
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -601,10 +450,11 @@ 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
@@ -621,16 +471,18 @@ 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,
@@ -638,7 +490,8 @@ 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
@@ -659,8 +512,36 @@ 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 (SynNote ty1)      ty2) = NoteTy (SynNote (substUsTy ve ty1)) (substUsTy ve ty2)
+substUsTy ve (NoteTy note ty)               = NoteTy note (substUsTy ve ty)
+            
+substUsTy ve (PredTy (Class c tys)) = PredTy (Class c (map (substUsTy ve) tys))
+substUsTy ve (PredTy (IParam n ty)) = PredTy (IParam n (substUsTy ve ty))
+substUsTy ve (TyVarTy tv)          =  TyVarTy tv
+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}
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -689,14 +570,10 @@ splitForAllTy_maybe ty = case splitUsgTy_maybe ty of
                                                return (tyvar, NoteTy (UsgNote usg) ty'')
                           Nothing        -> splitFAT_m ty
   where
-    splitFAT_m (NoteTy _ ty)       = splitFAT_m ty
-    splitFAT_m (ForAllTy tyvar ty) = Just(tyvar, ty)
-    splitFAT_m _                  = Nothing
-
-isForAllTy :: Type -> Bool
-isForAllTy (NoteTy _ ty)       = isForAllTy ty
-isForAllTy (ForAllTy tyvar ty) = True
-isForAllTy _                = False
+    splitFAT_m (NoteTy _ ty)           = splitFAT_m ty
+    splitFAT_m (PredTy p)              = splitFAT_m (predRepTy p)
+    splitFAT_m (ForAllTy tyvar ty)     = Just(tyvar, ty)
+    splitFAT_m _                       = Nothing
 
 splitForAllTys :: Type -> ([TyVar], Type)
 splitForAllTys ty = case splitUsgTy_maybe ty of
@@ -704,29 +581,25 @@ splitForAllTys ty = case splitUsgTy_maybe ty of
                                        in  (tvs, NoteTy (UsgNote usg) ty'')
                      Nothing        -> split ty ty []
    where
-     split orig_ty (ForAllTy tv ty) tvs = split ty ty (tv:tvs)
-     split orig_ty (NoteTy _ ty)    tvs = split orig_ty ty tvs
-     split orig_ty t               tvs = (reverse tvs, orig_ty)
+     split orig_ty (ForAllTy tv ty)      tvs = split ty ty (tv:tvs)
+     split orig_ty (NoteTy _ ty)         tvs = split orig_ty ty tvs
+     split orig_ty (PredTy p)            tvs = split orig_ty (predRepTy p) tvs
+     split orig_ty t                     tvs = (reverse tvs, orig_ty)
 \end{code}
 
-@mkPiType@ makes a (->) type or a forall type, depending on whether
-it is given a type variable or a term variable.
-
-\begin{code}
-mkPiType :: IdOrTyVar -> Type -> Type  -- The more polymorphic version doesn't work...
-mkPiType v ty | isId v    = mkFunTy (idType v) ty
-             | otherwise = mkForAllTy v ty
-\end{code}
+-- (mkPiType now in CoreUtils)
 
 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 (PredTy p)                     arg = applyTy (predRepTy p) 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
@@ -735,75 +608,157 @@ 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 (PredTy p)          args       = split (predRepTy p) 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.
 
+\begin{code}
+hoistForAllTys :: Type -> Type
+       -- Move all the foralls to the top
+       -- e.g.  T -> forall a. a  ==>   forall a. T -> a
+hoistForAllTys ty
+  = case hoist ty of { (tvs, body) -> mkForAllTys tvs body }
+  where
+    hoist :: Type -> ([TyVar], Type)
+    hoist ty = case splitFunTys    ty  of { (args, res) -> 
+              case splitForAllTys res of {
+                 ([], body)  -> ([], ty) ;
+                 (tvs1, body1) -> case hoist body1 of { (tvs2,body2) ->
+                                  (tvs1 ++ tvs2, mkFunTys args body2)
+              }}}
+\end{code}
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \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.
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+"Dictionary" types are just ordinary data types, but you can
+tell from the type constructor whether it's a dictionary or not.
+
 \begin{code}
-type RhoType   = Type
-type TauType   = Type
-type ThetaType = [(Class, [Type])]
-type SigmaType = Type
+mkClassPred clas tys = Class clas tys
+
+mkDictTy :: Class -> [Type] -> Type
+mkDictTy clas tys = mkPredTy (Class clas tys)
+
+mkDictTys :: ClassContext -> [Type]
+mkDictTys cxt = [mkDictTy cls tys | (cls,tys) <- cxt]
+
+mkPredTy :: PredType -> Type
+mkPredTy pred = PredTy pred
+
+predRepTy :: PredType -> Type
+-- Convert a predicate to its "representation type";
+-- the type of evidence for that predicate, which is actually passed at runtime
+predRepTy (Class clas tys) = TyConApp (classTyCon clas) tys
+predRepTy (IParam n ty)    = ty
+
+isPredTy :: Type -> Bool
+isPredTy (NoteTy _ ty) = isPredTy ty
+isPredTy (PredTy _)    = True
+isPredTy _            = False
+
+isDictTy :: Type -> Bool
+isDictTy (NoteTy _ ty)       = isDictTy ty
+isDictTy (PredTy (Class _ _)) = True
+isDictTy other               = False
+
+splitPredTy_maybe :: Type -> Maybe PredType
+splitPredTy_maybe (NoteTy _ ty) = splitPredTy_maybe ty
+splitPredTy_maybe (PredTy p)    = Just p
+splitPredTy_maybe other                = Nothing
+
+splitDictTy :: Type -> (Class, [Type])
+splitDictTy (NoteTy _ ty) = splitDictTy ty
+splitDictTy (PredTy (Class clas tys)) = (clas, tys)
+
+splitDictTy_maybe :: Type -> Maybe (Class, [Type])
+splitDictTy_maybe (NoteTy _ ty) = Just (splitDictTy ty)
+splitDictTy_maybe (PredTy (Class clas tys)) = Just (clas, tys)
+splitDictTy_maybe other                            = Nothing
+
+splitDFunTy :: Type -> ([TyVar], [PredType], Class, [Type])
+-- Split the type of a dictionary function
+splitDFunTy ty 
+  = case splitSigmaTy ty of { (tvs, theta, tau) -> 
+    case splitDictTy tau of { (clas, tys) ->
+    (tvs, theta, 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
+
+classesOfPreds :: ThetaType -> ClassContext
+classesOfPreds theta = [(clas,tys) | Class clas tys <- theta]
 \end{code}
 
 @isTauTy@ tests for nested for-alls.
 
 \begin{code}
 isTauTy :: Type -> Bool
-isTauTy (TyVarTy v)      = True
+isTauTy (TyVarTy v)     = True
 isTauTy (TyConApp _ tys) = all isTauTy tys
-isTauTy (AppTy a b)             = isTauTy a && isTauTy b
-isTauTy (FunTy a b)     = isTauTy a && isTauTy b
-isTauTy (NoteTy _ ty)           = isTauTy ty
-isTauTy other           = False
+isTauTy (AppTy a b)     = isTauTy a && isTauTy b
+isTauTy (FunTy a b)     = isTauTy a && isTauTy b
+isTauTy (PredTy p)      = isTauTy (predRepTy p)
+isTauTy (NoteTy _ ty)   = isTauTy ty
+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)
-                                       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)
+  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)
 \end{code}
 
 
+isSigmaType returns true of any qualified type.  It doesn't *necessarily* have 
+any foralls.  E.g.
+       f :: (?x::Int) => Int -> Int
 
 \begin{code}
 mkSigmaTy tyvars theta tau = mkForAllTys tyvars (mkRhoTy theta tau)
 
-splitSigmaTy :: Type -> ([TyVar], [(Class, [Type])], Type)
+isSigmaTy :: Type -> Bool
+isSigmaTy (ForAllTy tyvar ty)  = True
+isSigmaTy (FunTy a b)          = isPredTy a
+isSigmaTy (NoteTy _ ty)                = isSigmaTy ty
+isSigmaTy _                    = False
+
+splitSigmaTy :: Type -> ([TyVar], [PredType], Type)
 splitSigmaTy ty =
   (tyvars, theta, tau)
  where
@@ -811,6 +766,18 @@ splitSigmaTy ty =
   (theta,tau)  = splitRhoTy rho
 \end{code}
 
+\begin{code}
+getDFunTyKey :: Type -> OccName        -- Get some string from a type, to be used to 
+                               -- construct a dictionary function name
+getDFunTyKey (TyVarTy tv)    = getOccName tv
+getDFunTyKey (TyConApp tc _) = getOccName tc
+getDFunTyKey (AppTy fun _)   = getDFunTyKey fun
+getDFunTyKey (NoteTy _ t)    = getDFunTyKey t
+getDFunTyKey (FunTy arg _)   = getOccName funTyCon
+getDFunTyKey (ForAllTy _ t)  = getDFunTyKey t
+-- PredTy shouldn't happen
+\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -827,11 +794,22 @@ typeKind :: Type -> Kind
 typeKind (TyVarTy tyvar)       = tyVarKind tyvar
 typeKind (TyConApp tycon tys)  = foldr (\_ k -> funResultTy k) (tyConKind tycon) tys
 typeKind (NoteTy _ ty)         = typeKind ty
+typeKind (PredTy _)            = boxedTypeKind         -- Predicates are always 
+                                                       -- represented by boxed types
 typeKind (AppTy fun arg)       = funResultTy (typeKind fun)
 
-typeKind (FunTy arg res)       = boxedTypeKind -- A function is boxed regardless of its result type
-                                               -- No functions at the type level, hence we don't need
-                                               -- to say (typeKind res).
+typeKind (FunTy arg res)       = fix_up (typeKind res)
+                               where
+                                 fix_up (TyConApp tycon _) |  tycon == typeCon
+                                                           || tycon == openKindCon = boxedTypeKind
+                                 fix_up (NoteTy _ kind) = fix_up kind
+                                 fix_up kind            = kind
+               -- The basic story is 
+               --      typeKind (FunTy arg res) = typeKind res
+               -- But a function is boxed regardless of its result type
+               -- Hence the strange fix-up.
+               -- Note that 'res', being the result of a FunTy, can't have 
+               -- a strange kind like (*->*).
 
 typeKind (ForAllTy tv ty)      = typeKind ty
 \end{code}
@@ -841,13 +819,15 @@ typeKind (ForAllTy tv ty) = typeKind ty
                Free variables of a type
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-tyVarsOfType :: Type -> TyVarSet
 
+tyVarsOfType :: Type -> TyVarSet
 tyVarsOfType (TyVarTy tv)              = unitVarSet tv
 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 (PredTy p)                        = tyVarsOfPred p
 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
@@ -855,12 +835,20 @@ 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
@@ -869,6 +857,7 @@ namesOfType (TyConApp tycon tys)    = unitNameSet (getName tycon) `unionNameSets`
                                          namesOfTypes tys
 namesOfType (NoteTy (SynNote ty1) ty2) = namesOfType ty1
 namesOfType (NoteTy other_note    ty2) = namesOfType ty2
+namesOfType (PredTy p)                 = namesOfType (predRepTy p)
 namesOfType (FunTy arg res)            = namesOfType arg `unionNameSets` namesOfType res
 namesOfType (AppTy fun arg)            = namesOfType fun `unionNameSets` namesOfType arg
 namesOfType (ForAllTy tyvar ty)                = namesOfType ty `minusNameSet` unitNameSet (getName tyvar)
@@ -921,22 +910,27 @@ 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 (PredTy p)          = PredTy (go_pred p)
+    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_pred (Class c tys) = Class c (tidyTypes env tys)
+    go_pred (IParam n ty) = IParam n (go ty)
 
-tidyTypes  env tys    = map (tidyType env) tys
+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}
@@ -955,6 +949,7 @@ tidyTopType ty = tidyType emptyTidyEnv ty
 \end{code}
 
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Boxedness and liftedness}
@@ -966,9 +961,16 @@ 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
@@ -989,68 +991,118 @@ isDataType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
                                              isDataTyCon tc
                        other              -> False
 
-typePrimRep :: Type -> PrimRep
-typePrimRep ty = case splitTyConApp_maybe ty of
-                  Just (tc, ty_args) -> tyConPrimRep tc
-                  other              -> PtrRep
+isNewType :: Type -> Bool
+isNewType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just (tc, ty_args) -> ASSERT( length ty_args == tyConArity tc )
+                                             isNewTyCon tc
+                       other              -> False
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Sequencing on types
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+seqType :: Type -> ()
+seqType (TyVarTy tv)     = tv `seq` ()
+seqType (AppTy t1 t2)    = seqType t1 `seq` seqType t2
+seqType (FunTy t1 t2)    = seqType t1 `seq` seqType t2
+seqType (NoteTy note t2)  = seqNote note `seq` seqType t2
+seqType (PredTy p)       = seqPred p
+seqType (TyConApp tc tys) = tc `seq` seqTypes tys
+seqType (ForAllTy tv ty)  = tv `seq` seqType ty
+
+seqTypes :: [Type] -> ()
+seqTypes []       = ()
+seqTypes (ty:tys) = seqType ty `seq` seqTypes tys
+
+seqNote :: TyNote -> ()
+seqNote (SynNote ty)  = seqType ty
+seqNote (FTVNote set) = sizeUniqSet set `seq` ()
+seqNote (UsgNote usg) = usg `seq` ()
+
+seqPred :: PredType -> ()
+seqPred (Class c tys) = c `seq` seqTypes tys
+seqPred (IParam n ty) = n `seq` seqType ty
+\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 }
+  ty1 == ty2 = case ty1 `compare` ty2 of { EQ -> True; other -> False }
 
 instance Ord Type where
-  compare ty1 ty2 = cmpTy ty1 ty2
+  compare ty1 ty2 = cmpTy emptyVarEnv ty1 ty2
 
-cmpTy :: Type -> Type -> Ordering
-cmpTy ty1 ty2
-  = cmp emptyVarEnv ty1 ty2
-  where
+cmpTy :: TyVarEnv TyVar -> Type -> Type -> Ordering
   -- 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
-    
+cmpTy env (NoteTy _ ty1) ty2 = cmpTy env ty1 ty2
+cmpTy env ty1 (NoteTy _ ty2) = cmpTy env ty1 ty2
+
+    -- Get rid of PredTy
+cmpTy env (PredTy p1) (PredTy p2) = cmpPred env p1 p2
+cmpTy env (PredTy p1) ty2        = cmpTy env (predRepTy p1) ty2
+cmpTy env ty1         (PredTy p2) = cmpTy env ty1 (predRepTy p2)
+
     -- 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
+cmpTy env (TyVarTy tv1) (TyVarTy tv2) = case lookupVarEnv env tv1 of
+                                         Just tv1a -> tv1a `compare` tv2
+                                         Nothing   -> tv1  `compare` tv2
+
+cmpTy env (AppTy f1 a1) (AppTy f2 a2) = cmpTy env f1 f2 `thenCmp` cmpTy env a1 a2
+cmpTy env (FunTy f1 a1) (FunTy f2 a2) = cmpTy env f1 f2 `thenCmp` cmpTy env a1 a2
+cmpTy env (TyConApp tc1 tys1) (TyConApp tc2 tys2) = (tc1 `compare` tc2) `thenCmp` (cmpTys env tys1 tys2)
+cmpTy env (ForAllTy tv1 t1)   (ForAllTy tv2 t2)   = cmpTy (extendVarEnv env tv1 tv2) t1 t2
     
     -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy
-    cmp env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
+cmpTy env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
     
-    cmp env (FunTy _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (FunTy _ _) (AppTy _ _) = GT
+cmpTy env (FunTy _ _) (TyVarTy _) = GT
+cmpTy env (FunTy _ _) (AppTy _ _) = GT
     
-    cmp env (TyConApp _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (AppTy _ _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (FunTy _ _) = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (TyVarTy _) = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (AppTy _ _) = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (FunTy _ _) = GT
     
-    cmp env (ForAllTy _ _) other       = GT
+cmpTy env (ForAllTy _ _) other       = GT
     
-    cmp env _ _                               = LT
+cmpTy 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}
 
+cmpTys env []       []      = EQ
+cmpTys env (t:ts)   []       = GT
+cmpTys env []      (t:ts)   = LT
+cmpTys env (t1:t1s) (t2:t2s) = cmpTy env t1 t2 `thenCmp` cmpTys env t1s t2s
+\end{code}
 
+\begin{code}
+instance Eq PredType where
+  p1 == p2 = case p1 `compare` p2 of { EQ -> True; other -> False }
+
+instance Ord PredType where
+  compare p1 p2 = cmpPred emptyVarEnv p1 p2
+
+cmpPred :: TyVarEnv TyVar -> PredType -> PredType -> Ordering
+cmpPred env (IParam n1 t)   (IParam n2 t2)  = n1 `compare` n2
+       -- Just compare the names!
+cmpPred env (Class c1 tys1) (Class c2 tys2) = (c1 `compare` c2) `thenCmp` (cmpTys env tys1 tys2)
+cmpPred env (IParam _ _)    (Class _ _)     = LT
+cmpPred env (Class _ _)     (IParam _ _)    = GT
+\end{code}