[project @ 2004-08-13 13:04:50 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / types / Type.lhs
index a237cd4..c7e5fa2 100644 (file)
-\begin{code}
-#include "HsVersions.h"
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1998
+%
+\section[Type]{Type - public interface}
 
+\begin{code}
 module Type (
-       GenType(..), SYN_IE(Type), SYN_IE(TauType),
-       mkTyVarTy, mkTyVarTys,
-       getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
-       mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys,
-       mkFunTy, mkFunTys,
-       splitFunTy, splitFunTyExpandingDicts, splitFunTyExpandingDictsAndPeeking,
-       getFunTy_maybe, getFunTyExpandingDicts_maybe,
-       mkTyConTy, getTyCon_maybe, applyTyCon,
-       mkSynTy,
-       mkForAllTy, mkForAllTys, getForAllTy_maybe, getForAllTyExpandingDicts_maybe, 
-       splitForAllTy, splitForAllTyExpandingDicts,
-       mkForAllUsageTy, getForAllUsageTy,
-       applyTy, specialiseTy,
-#ifdef DEBUG
-       expandTy, -- only let out for debugging (ToDo: rm?)
-#endif
-       isPrimType, isUnboxedType, typePrimRep,
-
-       SYN_IE(RhoType), SYN_IE(SigmaType), SYN_IE(ThetaType),
-       mkDictTy,
-       mkRhoTy, splitRhoTy, mkTheta, isDictTy,
-       mkSigmaTy, splitSigmaTy,
-
-       maybeAppTyCon, getAppTyCon,
-       maybeAppDataTyCon, getAppDataTyCon, getAppSpecDataTyCon,
-       maybeAppDataTyConExpandingDicts, maybeAppSpecDataTyConExpandingDicts,
-       getAppDataTyConExpandingDicts,  getAppSpecDataTyConExpandingDicts,
-       maybeBoxedPrimType,
-
-       matchTy, matchTys, eqTy, eqSimpleTy, eqSimpleTheta,
-
-       instantiateTy, instantiateTauTy, instantiateUsage,
-       applyTypeEnvToTy,
-
-       isTauTy,
-
-       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, namesOfType, typeKind,
-        showTypeCategory
-    ) where
+        -- re-exports from TypeRep
+       TyThing(..), Type, PredType(..), ThetaType, TyVarSubst, 
+       funTyCon,
 
-IMP_Ubiq()
-#if defined(__GLASGOW_HASKELL__) && __GLASGOW_HASKELL__ <= 201
-IMPORT_DELOOPER(IdLoop)         -- for paranoia checking
-IMPORT_DELOOPER(TyLoop)
---IMPORT_DELOOPER(PrelLoop)  -- for paranoia checking
-#else
-import {-# SOURCE #-} Id ( Id, dataConArgTys )
-import {-# SOURCE #-} TysPrim ( voidTy )
-import {-# SOURCE #-} TysWiredIn ( tupleTyCon )
-#endif
+       -- Re-exports from Kind
+       module Kind,
 
--- friends:
-import Class   ( classDictArgTys, GenClass{-instances-}, SYN_IE(Class) )
-import Kind    ( mkBoxedTypeKind, resultKind, notArrowKind, Kind )
-import TyCon   ( mkFunTyCon, isFunTyCon, isEnumerationTyCon, isTupleTyCon, maybeTyConSingleCon,
-                 isPrimTyCon, isAlgTyCon, isDataTyCon, isSynTyCon, maybeNewTyCon, isNewTyCon,
-                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn, TyCon )
-import TyVar   ( tyVarKind, GenTyVar{-instances-}, SYN_IE(GenTyVarSet),
-                 emptyTyVarSet, unionTyVarSets, minusTyVarSet,
-                 unitTyVarSet, nullTyVarEnv, lookupTyVarEnv, delFromTyVarEnv,
-                 addOneToTyVarEnv, SYN_IE(TyVarEnv), SYN_IE(TyVar) )
-import Usage   ( usageOmega, GenUsage, SYN_IE(Usage), SYN_IE(UVar), SYN_IE(UVarEnv),
-                 nullUVarEnv, addOneToUVarEnv, lookupUVarEnv, eqUVar,
-                 eqUsage )
-
-import Name    ( NamedThing(..), 
-                 NameSet(..), unionNameSets, emptyNameSet, unitNameSet, minusNameSet
-               )
+       -- Re-exports from TyCon
+       PrimRep(..),
 
--- others
-import Maybes  ( maybeToBool, assocMaybe )
-import PrimRep ( PrimRep(..) )
-import Unique  -- quite a few *Keys
-import Util    ( thenCmp, zipEqual, assoc,
-                 panic, panic#, assertPanic, pprPanic,
-                 Ord3(..){-instances-}
-               )
--- ToDo:rm all these
---import       {-mumble-}
---     Pretty
---import  {-mumble-}
---     PprStyle
---import       {-mumble-}
---     PprType --(pprType )
---import PprEnv
-\end{code}
+       mkTyVarTy, mkTyVarTys, getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
 
-Data types
-~~~~~~~~~~
+       mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys, splitAppTy_maybe,
 
-\begin{code}
-type Type  = GenType TyVar UVar        -- Used after typechecker
-
-data GenType tyvar uvar        -- Parameterised over type and usage variables
-  = TyVarTy tyvar
-
-  | AppTy
-       (GenType tyvar uvar)
-       (GenType tyvar uvar)
-
-  | TyConTy    -- Constants of a specified kind
-       TyCon   -- Must *not* be a SynTyCon
-       (GenUsage uvar) -- Usage gives uvar of the full application,
-                       -- iff the full application is of kind Type
-                       -- c.f. the Usage field in TyVars
-
-  | SynTy      -- Synonyms must be saturated, and contain their expansion
-       TyCon   -- Must be a SynTyCon
-       [GenType tyvar uvar]
-       (GenType tyvar uvar)    -- Expansion!
-
-  | ForAllTy
-       tyvar
-       (GenType tyvar uvar)    -- TypeKind
-
-  | ForAllUsageTy
-       uvar                    -- Quantify over this
-       [uvar]                  -- Bounds; the quantified var must be
-                               -- less than or equal to all these
-       (GenType tyvar uvar)
-
-       -- Two special cases that save a *lot* of administrative
-       -- overhead:
-
-  | FunTy                      -- BoxedTypeKind
-       (GenType tyvar uvar)    -- Both args are of TypeKind
-       (GenType tyvar uvar)
-       (GenUsage uvar)
-
-  | DictTy                     -- TypeKind
-       Class                   -- Class
-       (GenType tyvar uvar)    -- Arg has kind TypeKind
-       (GenUsage uvar)
-\end{code}
+       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy, splitFunTy_maybe, splitFunTys, 
+       funResultTy, funArgTy, zipFunTys, isFunTy,
 
-\begin{code}
-type RhoType   = Type
-type TauType   = Type
-type ThetaType = [(Class, Type)]
-type SigmaType = Type
-\end{code}
+       mkGenTyConApp, mkTyConApp, mkTyConTy, 
+       tyConAppTyCon, tyConAppArgs, 
+       splitTyConApp_maybe, splitTyConApp,
 
+       mkSynTy, 
 
-Notes on type synonyms
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-The various "split" functions (splitFunTy, splitRhoTy, splitForAllTy) try
-to return type synonyms whereever possible. Thus
+       repType, typePrimRep,
 
-       type Foo a = a -> a
+       mkForAllTy, mkForAllTys, splitForAllTy_maybe, splitForAllTys, 
+       applyTy, applyTys, isForAllTy, dropForAlls,
 
-we want 
-       splitFunTys (a -> Foo a) = ([a], Foo a)
-not                               ([a], a -> a)
+       -- Source types
+       predTypeRep, mkPredTy, mkPredTys,
 
-The reason is that we then get better (shorter) type signatures in 
-interfaces.  Notably this plays a role in tcTySigs in TcBinds.lhs.
+       -- Newtypes
+       splitRecNewType_maybe,
 
+       -- Lifting and boxity
+       isUnLiftedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isPrimitiveType,
+       isStrictType, isStrictPred, 
 
-Expand abbreviations
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Removes just the top level of any abbreviations.
+       -- Free variables
+       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tyVarsOfTheta,
+       typeKind, addFreeTyVars,
 
-\begin{code}
-expandTy :: Type -> Type       -- Restricted to Type due to Dict expansion
+       -- Tidying up for printing
+       tidyType,      tidyTypes,
+       tidyOpenType,  tidyOpenTypes,
+       tidyTyVarBndr, tidyFreeTyVars,
+       tidyOpenTyVar, tidyOpenTyVars,
+       tidyTopType,   tidyPred,
+
+       -- Comparison
+       eqType, 
+
+       -- Seq
+       seqType, seqTypes,
 
-expandTy (FunTy t1 t2 u) = AppTy (AppTy (TyConTy mkFunTyCon u) t1) t2
-expandTy (SynTy _  _  t) = expandTy t
-expandTy (DictTy clas ty u)
-  = case all_arg_tys of
+       -- Pretty-printing
+       pprType, pprParendType,
+       pprPred, pprTheta, pprThetaArrow, pprClassPred
+    ) where
 
-       []       -> voidTy              -- Empty dictionary represented by Void
+#include "HsVersions.h"
 
-       [arg_ty] -> expandTy arg_ty     -- just the <whatever> itself
+-- We import the representation and primitive functions from TypeRep.
+-- Many things are reexported, but not the representation!
 
-               -- The extra expandTy is to make sure that
-               -- the result isn't still a dict, which it might be
-               -- if the original guy was a dict with one superdict and
-               -- no methods!
+import TypeRep
 
-       other -> ASSERT(not (null all_arg_tys))
-               foldl AppTy (TyConTy (tupleTyCon (length all_arg_tys)) u) all_arg_tys
+-- Other imports:
 
-               -- A tuple of 'em
-               -- Note: length of all_arg_tys can be 0 if the class is
-               --       CCallable, CReturnable (and anything else
-               --       *really weird* that the user writes).
-  where
-    all_arg_tys  = classDictArgTys clas ty
+import {-# SOURCE #-}   Subst  ( substTyWith )
+
+-- friends:
+import Kind
+import Var     ( TyVar, tyVarKind, tyVarName, setTyVarName )
+import VarEnv
+import VarSet
+
+import Name    ( NamedThing(..), mkInternalName, tidyOccName )
+import Class   ( Class, classTyCon )
+import TyCon   ( TyCon, isRecursiveTyCon, isPrimTyCon,
+                 isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
+                 isFunTyCon, isNewTyCon, newTyConRep, newTyConRhs,
+                 isAlgTyCon, isSynTyCon, tyConArity, 
+                 tyConKind, getSynTyConDefn, PrimRep(..), tyConPrimRep,
+               )
 
-expandTy ty = ty
+-- others
+import CmdLineOpts     ( opt_DictsStrict )
+import SrcLoc          ( noSrcLoc )
+import Unique          ( Uniquable(..) )
+import Util            ( mapAccumL, seqList, lengthIs, snocView )
+import Outputable
+import UniqSet         ( sizeUniqSet )         -- Should come via VarSet
+import Maybe           ( isJust )
 \end{code}
 
-Simple construction and analysis functions
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Constructor-specific functions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+
+---------------------------------------------------------------------
+                               TyVarTy
+                               ~~~~~~~
 \begin{code}
-mkTyVarTy  :: t   -> GenType t u
-mkTyVarTys :: [t] -> [GenType t y]
+mkTyVarTy  :: TyVar   -> Type
 mkTyVarTy  = TyVarTy
+
+mkTyVarTys :: [TyVar] -> [Type]
 mkTyVarTys = map mkTyVarTy -- a common use of mkTyVarTy
 
-getTyVar :: String -> GenType t u -> t
-getTyVar msg (TyVarTy tv)   = tv
-getTyVar msg (SynTy _ _ t)  = getTyVar msg t
-getTyVar msg other         = panic ("getTyVar: " ++ msg)
+getTyVar :: String -> Type -> TyVar
+getTyVar msg ty = case getTyVar_maybe ty of
+                   Just tv -> tv
+                   Nothing -> panic ("getTyVar: " ++ msg)
 
-getTyVar_maybe :: GenType t u -> Maybe t
-getTyVar_maybe (TyVarTy tv)  = Just tv
-getTyVar_maybe (SynTy _ _ t) = getTyVar_maybe t
-getTyVar_maybe other        = Nothing
+isTyVarTy :: Type -> Bool
+isTyVarTy ty = isJust (getTyVar_maybe ty)
 
-isTyVarTy :: GenType t u -> Bool
-isTyVarTy (TyVarTy tv)  = True
-isTyVarTy (SynTy _ _ t) = isTyVarTy t
-isTyVarTy other = False
+getTyVar_maybe :: Type -> Maybe TyVar
+getTyVar_maybe (TyVarTy tv)     = Just tv
+getTyVar_maybe (NoteTy _ t)     = getTyVar_maybe t
+getTyVar_maybe (PredTy p)       = getTyVar_maybe (predTypeRep p)
+getTyVar_maybe (NewTcApp tc tys) = getTyVar_maybe (newTypeRep tc tys)
+getTyVar_maybe other            = Nothing
 \end{code}
 
-\begin{code}
-mkAppTy = AppTy
-
-mkAppTys :: GenType t u -> [GenType t u] -> GenType t u
-mkAppTys t ts = foldl AppTy t ts
 
-splitAppTy :: GenType t u -> (GenType t u, GenType t u)
-splitAppTy (AppTy t arg) = (t,arg)
-splitAppTy (SynTy _ _ t) = splitAppTy t
-splitAppTy other        = panic "splitAppTy"
+---------------------------------------------------------------------
+                               AppTy
+                               ~~~~~
+We need to be pretty careful with AppTy to make sure we obey the 
+invariant that a TyConApp is always visibly so.  mkAppTy maintains the
+invariant: use it.
 
-splitAppTys :: GenType t u -> (GenType t u, [GenType t u])
-splitAppTys t = go t []
+\begin{code}
+mkAppTy orig_ty1 orig_ty2
+  = mk_app orig_ty1
+  where
+    mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
+    mk_app (NewTcApp tc tys) = NewTcApp tc (tys ++ [orig_ty2])
+    mk_app (TyConApp tc tys) = mkGenTyConApp tc (tys ++ [orig_ty2])
+    mk_app ty1              = AppTy orig_ty1 orig_ty2
+       -- We call mkGenTyConApp because the TyConApp could be an 
+       -- under-saturated type synonym.  GHC allows that; e.g.
+       --      type Foo k = k a -> k a
+       --      type Id x = x
+       --      foo :: Foo Id -> Foo Id
+       --
+       -- Here Id is partially applied in the type sig for Foo,
+       -- but once the type synonyms are expanded all is well
+
+mkAppTys :: Type -> [Type] -> Type
+mkAppTys orig_ty1 []       = orig_ty1
+       -- This check for an empty list of type arguments
+       -- avoids the needless loss of a type synonym constructor.
+       -- For example: mkAppTys Rational []
+       --   returns to (Ratio Integer), which has needlessly lost
+       --   the Rational part.
+mkAppTys orig_ty1 orig_tys2
+  = mk_app orig_ty1
+  where
+    mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
+    mk_app (NewTcApp tc tys) = NewTcApp tc (tys ++ orig_tys2)
+    mk_app (TyConApp tc tys) = mkTyConApp tc (tys ++ orig_tys2)
+                               -- Use mkTyConApp in case tc is (->)
+    mk_app ty1              = foldl AppTy orig_ty1 orig_tys2
+
+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 (predTypeRep p)
+splitAppTy_maybe (NewTcApp tc tys) = splitAppTy_maybe (newTypeRep tc tys)
+splitAppTy_maybe (TyConApp tc tys) = case snocView tys of
+                                       Nothing -> Nothing
+                                       Just (tys',ty') -> Just (mkGenTyConApp tc tys', ty')
+                                               -- mkGenTyConApp just in case the tc is a newtype
+
+splitAppTy_maybe other            = Nothing
+
+splitAppTy :: Type -> (Type, Type)
+splitAppTy ty = case splitAppTy_maybe ty of
+                       Just pr -> pr
+                       Nothing -> panic "splitAppTy"
+
+splitAppTys :: Type -> (Type, [Type])
+splitAppTys ty = split ty ty []
   where
-    go (AppTy t arg)     ts = go t (arg:ts)
-    go (FunTy fun arg u) ts = (TyConTy mkFunTyCon u, fun:arg:ts)
-    go (SynTy _ _ t)     ts = go t ts
-    go t                ts = (t,ts)
+    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 (predTypeRep p) args
+    split orig_ty (NewTcApp tc tc_args) args = split orig_ty (newTypeRep tc tc_args) args
+    split orig_ty (TyConApp tc tc_args) args = (mkGenTyConApp tc [], tc_args ++ args)
+                                               -- mkGenTyConApp just in case the tc is a newtype
+    split orig_ty (FunTy ty1 ty2)       args = ASSERT( null args )
+                                              (TyConApp funTyCon [], [ty1,ty2])
+    split orig_ty ty                   args = (orig_ty, args)
 \end{code}
 
+
+---------------------------------------------------------------------
+                               FunTy
+                               ~~~~~
+
 \begin{code}
--- NB mkFunTy, mkFunTys puts in Omega usages, for now at least
-mkFunTy arg res = FunTy arg res usageOmega
-
-mkFunTys :: [GenType t u] -> GenType t u -> GenType t u
-mkFunTys ts t = foldr (\ f a -> FunTy f a usageOmega) t ts
-
-  -- getFunTy_maybe and splitFunTy *must* have the general type given, which
-  -- means they *can't* do the DictTy jiggery-pokery that
-  -- *is* sometimes required.  Hence we also have the ExpandingDicts variants
-  -- The relationship between these
-  -- two functions is like that between eqTy and eqSimpleTy.
-  -- ToDo: NUKE when we do dicts via newtype
-
-getFunTy_maybe :: GenType t u -> Maybe (GenType t u, GenType t u)
-getFunTy_maybe t
-  = go t t
-  where 
-       -- See notes on type synonyms above
-    go syn_t (FunTy arg result _) = Just (arg,result)
-    go syn_t (AppTy (AppTy (TyConTy tycon _) arg) res)
-                | isFunTyCon tycon = Just (arg, res)
-    go syn_t (SynTy _ _ t)          = go syn_t t
-    go syn_t other                 = Nothing
-
-getFunTyExpandingDicts_maybe :: Bool -- True <=> peek inside newtype applicatons
-                            -> Type
-                            -> Maybe (Type, Type)
-
-getFunTyExpandingDicts_maybe peek (FunTy arg result _) = Just (arg,result)
-getFunTyExpandingDicts_maybe peek
-       (AppTy (AppTy (TyConTy tycon _) arg) res) | isFunTyCon tycon = Just (arg, res)
-getFunTyExpandingDicts_maybe peek (SynTy _ _ t)            = getFunTyExpandingDicts_maybe peek t
-getFunTyExpandingDicts_maybe peek ty@(DictTy _ _ _) = getFunTyExpandingDicts_maybe peek (expandTy ty)
-
-getFunTyExpandingDicts_maybe True (ForAllTy _ ty)   = getFunTyExpandingDicts_maybe True ty
-       -- Ignore for-alls when peeking.  See note with defn of getFunTyExpandingDictsAndPeeking
-
-
-{-     This is a truly disgusting bit of code. 
-       It's used by the code generator to look at the rep of a newtype.
-       The code gen will have thrown away coercions involving that newtype, so
-       this is the other side of the coin.
-       Gruesome in the extreme.
--}
-
-getFunTyExpandingDicts_maybe peek other
-  | not peek = Nothing -- that was easy
-  | otherwise
-  = case (maybeAppTyCon other) of
-      Just (tc, arg_tys)
-        | isNewTyCon tc && not (null data_cons)
-       -> getFunTyExpandingDicts_maybe peek inside_ty
-       where
-         data_cons   = tyConDataCons tc
-         [the_con]   = data_cons
-         [inside_ty] = dataConArgTys the_con arg_tys
-
-      other -> Nothing
-
-
-splitFunTy                        :: GenType t u -> ([GenType t u], GenType t u)
-splitFunTyExpandingDicts          :: Type        -> ([Type], Type)
-splitFunTyExpandingDictsAndPeeking :: Type       -> ([Type], Type)
-
-splitFunTy                        t = split_fun_ty getFunTy_maybe                       t
-splitFunTyExpandingDicts           t = split_fun_ty (getFunTyExpandingDicts_maybe False) t
-splitFunTyExpandingDictsAndPeeking t = split_fun_ty (getFunTyExpandingDicts_maybe True)  t
-       -- This "peeking" stuff is used only by the code generator.
-       -- It's interested in the representation type of things, ignoring:
-       --      newtype         Why???  Nuked SLPJ May 97.  We may not know the 
-       --                      rep of an abstractly imported newtype
-       --      foralls
-       --      expanding dictionary reps
-       --      synonyms, of course
-
-split_fun_ty get t = go t []
+mkFunTy :: Type -> Type -> Type
+mkFunTy arg res = FunTy arg res
+
+mkFunTys :: [Type] -> Type -> Type
+mkFunTys tys ty = foldr FunTy ty tys
+
+isFunTy :: Type -> Bool 
+isFunTy ty = isJust (splitFunTy_maybe ty)
+
+splitFunTy :: Type -> (Type, Type)
+splitFunTy (FunTy arg res)   = (arg, res)
+splitFunTy (NoteTy _ ty)     = splitFunTy ty
+splitFunTy (PredTy p)        = splitFunTy (predTypeRep p)
+splitFunTy (NewTcApp tc tys) = splitFunTy (newTypeRep tc tys)
+splitFunTy other            = pprPanic "splitFunTy" (ppr other)
+
+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 (predTypeRep p)
+splitFunTy_maybe (NewTcApp tc tys) = splitFunTy_maybe (newTypeRep tc tys)
+splitFunTy_maybe other            = Nothing
+
+splitFunTys :: Type -> ([Type], Type)
+splitFunTys ty = split [] ty ty
   where
-    go t ts = case (get t) of
-               Just (arg,res) -> go res (arg:ts)
-               Nothing        -> (reverse ts, t)
+    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 (predTypeRep p)
+    split args orig_ty (NewTcApp tc tys) = split args orig_ty (newTypeRep tc tys)
+    split args orig_ty ty                = (reverse args, orig_ty)
+
+zipFunTys :: Outputable a => [a] -> Type -> ([(a,Type)], Type)
+zipFunTys orig_xs orig_ty = split [] orig_xs orig_ty orig_ty
+  where
+    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 (predTypeRep p)
+    split acc xs     nty (NewTcApp tc tys) = split acc           xs nty (newTypeRep tc tys)
+    split acc (x:xs) nty ty                = pprPanic "zipFunTys" (ppr orig_xs <+> ppr orig_ty)
+    
+funResultTy :: Type -> Type
+funResultTy (FunTy arg res)   = res
+funResultTy (NoteTy _ ty)     = funResultTy ty
+funResultTy (PredTy p)        = funResultTy (predTypeRep p)
+funResultTy (NewTcApp tc tys) = funResultTy (newTypeRep tc tys)
+funResultTy ty               = pprPanic "funResultTy" (ppr ty)
+
+funArgTy :: Type -> Type
+funArgTy (FunTy arg res)   = arg
+funArgTy (NoteTy _ ty)     = funArgTy ty
+funArgTy (PredTy p)        = funArgTy (predTypeRep p)
+funArgTy (NewTcApp tc tys) = funArgTy (newTypeRep tc tys)
+funArgTy ty               = pprPanic "funArgTy" (ppr ty)
 \end{code}
 
+
+---------------------------------------------------------------------
+                               TyConApp
+                               ~~~~~~~~
+@mkTyConApp@ is a key function, because it builds a TyConApp, FunTy or PredTy,
+as apppropriate.
+
 \begin{code}
--- NB applyTyCon puts in usageOmega, for now at least
-mkTyConTy tycon
+mkGenTyConApp :: TyCon -> [Type] -> Type
+mkGenTyConApp tc tys
+  | isSynTyCon tc = mkSynTy tc tys
+  | otherwise     = mkTyConApp tc tys
+
+mkTyConApp :: TyCon -> [Type] -> Type
+-- Assumes TyCon is not a SynTyCon; use mkSynTy instead for those
+mkTyConApp tycon tys
+  | isFunTyCon tycon, [ty1,ty2] <- tys
+  = FunTy ty1 ty2
+
+  | isNewTyCon tycon
+  = NewTcApp tycon tys
+
+  | otherwise
   = ASSERT(not (isSynTyCon tycon))
-    TyConTy tycon usageOmega
+    TyConApp tycon tys
 
-applyTyCon :: TyCon -> [GenType t u] -> GenType t u
-applyTyCon tycon tys
-  = ASSERT (not (isSynTyCon tycon))
-    --(if (not (isSynTyCon tycon)) then \x->x else pprTrace "applyTyCon:" (pprTyCon PprDebug tycon)) $
-    foldl AppTy (TyConTy tycon usageOmega) tys
+mkTyConTy :: TyCon -> Type
+mkTyConTy tycon = mkTyConApp tycon []
 
-getTyCon_maybe              :: GenType t u -> Maybe TyCon
+-- splitTyConApp "looks through" synonyms, because they don't
+-- mean a distinct type, but all other type-constructor applications
+-- including functions are returned as Just ..
 
-getTyCon_maybe (TyConTy tycon _) = Just tycon
-getTyCon_maybe (SynTy _ _ t)     = getTyCon_maybe t
-getTyCon_maybe other_ty                 = Nothing
-\end{code}
+tyConAppTyCon :: Type -> TyCon
+tyConAppTyCon ty = fst (splitTyConApp ty)
 
-\begin{code}
-specialiseTy :: Type           -- The type of the Id of which the SpecId 
-                               -- is a specialised version
-            -> [Maybe Type]    -- The types at which it is specialised
-            -> Int             -- Number of leading dictionary args to ignore
-            -> Type
-
-specialiseTy main_ty maybe_tys dicts_to_ignore
-  = --false:ASSERT(isTauTy tau) TauType??
-    mkSigmaTy remaining_tyvars 
-             (instantiateThetaTy inst_env remaining_theta)
-             (instantiateTauTy   inst_env tau)
-  where
-    (tyvars, theta, tau) = splitSigmaTy main_ty        -- A prefix of, but usually all, 
-                                               -- the theta is discarded!
-    remaining_theta      = drop dicts_to_ignore theta
-    tyvars_and_maybe_tys = tyvars `zip` maybe_tys
-    remaining_tyvars     = [tyvar      | (tyvar, Nothing) <- tyvars_and_maybe_tys]
-    inst_env             = [(tyvar,ty) | (tyvar, Just ty) <- tyvars_and_maybe_tys]
+tyConAppArgs :: Type -> [Type]
+tyConAppArgs ty = snd (splitTyConApp ty)
+
+splitTyConApp :: Type -> (TyCon, [Type])
+splitTyConApp ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just stuff -> stuff
+                       Nothing    -> pprPanic "splitTyConApp" (ppr ty)
+
+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 (predTypeRep p)
+splitTyConApp_maybe (NewTcApp tc tys) = splitTyConApp_maybe (newTypeRep tc tys)
+splitTyConApp_maybe other            = Nothing
 \end{code}
 
+
+---------------------------------------------------------------------
+                               SynTy
+                               ~~~~~
+
 \begin{code}
-mkSynTy syn_tycon tys
-  = ASSERT(isSynTyCon syn_tycon)
-    SynTy syn_tycon tys (instantiateTauTy (zipEqual "mkSynTy" tyvars tys) body)
+mkSynTy tycon tys
+  | n_args == arity    -- Exactly saturated
+  = mk_syn tys
+  | n_args >  arity    -- Over-saturated
+  = case splitAt arity tys of { (as,bs) -> mkAppTys (mk_syn as) bs }
+       -- Its important to use mkAppTys, rather than (foldl AppTy),
+       -- because (mk_syn as) might well return a partially-applied
+       -- type constructor; indeed, usually will!
+  | otherwise          -- Un-saturated
+  = TyConApp tycon tys
+       -- For the un-saturated case we build TyConApp directly
+       -- (mkTyConApp ASSERTs that the tc isn't a SynTyCon).
+       -- Here we are relying on checkValidType to find
+       -- the error.  What we can't do is use mkSynTy with
+       -- too few arg tys, because that is utterly bogus.
+
   where
-    (tyvars, body) = getSynTyConDefn syn_tycon
-\end{code}
+    mk_syn tys = NoteTy (SynNote (TyConApp tycon tys))
+                       (substTyWith tyvars tys body)
 
-Tau stuff
-~~~~~~~~~
-\begin{code}
-isTauTy :: GenType t u -> Bool
-isTauTy (TyVarTy v)        = True
-isTauTy (TyConTy _ _)      = True
-isTauTy (AppTy a b)        = isTauTy a && isTauTy b
-isTauTy (FunTy a b _)      = isTauTy a && isTauTy b
-isTauTy (SynTy _ _ ty)     = isTauTy ty
-isTauTy other             = False
+    (tyvars, body) = ASSERT( isSynTyCon tycon ) getSynTyConDefn tycon
+    arity         = tyConArity tycon
+    n_args        = length tys
 \end{code}
 
-Rho stuff
-~~~~~~~~~
-NB mkRhoTy and mkDictTy put in usageOmega, for now at least
+Notes on type synonyms
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+The various "split" functions (splitFunTy, splitRhoTy, splitForAllTy) try
+to return type synonyms whereever possible. Thus
+
+       type Foo a = a -> a
+
+we want 
+       splitFunTys (a -> Foo a) = ([a], Foo a)
+not                               ([a], a -> a)
+
+The reason is that we then get better (shorter) type signatures in 
+interfaces.  Notably this plays a role in tcTySigs in TcBinds.lhs.
 
-\begin{code}
-mkDictTy :: Class -> GenType t u -> GenType t u
-mkDictTy clas ty = DictTy clas ty usageOmega
-
-mkRhoTy :: [(Class, GenType t u)] -> GenType t u -> GenType t u
-mkRhoTy theta ty =
-  foldr (\(c,t) r -> FunTy (DictTy c t usageOmega) r usageOmega) ty theta
-
-splitRhoTy :: GenType t u -> ([(Class,GenType t u)], GenType t u)
-splitRhoTy t =
-  go t t []
- where
-       -- See notes on type synonyms above
-  go syn_t (FunTy (DictTy c t _) r _) ts = go r r ((c,t):ts)
-  go syn_t (AppTy (AppTy (TyConTy tycon _) (DictTy c t _)) r) ts
-       | isFunTyCon tycon
-       = go r r ((c,t):ts)
-  go syn_t (SynTy _ _ t) ts = go syn_t t ts
-  go syn_t t ts = (reverse ts, syn_t)
-
-
-mkTheta :: [Type] -> ThetaType
-    -- recover a ThetaType from the types of some dictionaries
-mkTheta dict_tys
-  = map cvt dict_tys
-  where
-    cvt (DictTy clas ty _) = (clas, ty)
-    cvt other             = panic "Type.mkTheta" -- pprPanic "mkTheta:" (pprType PprDebug other)
 
-isDictTy (DictTy _ _ _) = True
-isDictTy (SynTy  _ _ t) = isDictTy t
-isDictTy _             = False
+               Representation types
+               ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+repType looks through 
+       (a) for-alls, and
+       (b) synonyms
+       (c) predicates
+       (d) usage annotations
+       (e) [recursive] newtypes
+It's useful in the back end.
+
+\begin{code}
+repType :: Type -> Type
+-- Only applied to types of kind *; hence tycons are saturated
+repType (ForAllTy _ ty)   = repType ty
+repType (NoteTy   _ ty)   = repType ty
+repType (PredTy  p)       = repType (predTypeRep p)
+repType (NewTcApp tc tys) = ASSERT( tys `lengthIs` tyConArity tc )
+                           repType (new_type_rep tc tys)
+repType ty               = ty
+
+
+-- ToDo: this could be moved to the code generator, using splitTyConApp instead
+-- of inspecting the type directly.
+typePrimRep :: Type -> PrimRep
+typePrimRep ty = case repType ty of
+                  TyConApp tc _ -> tyConPrimRep tc
+                  FunTy _ _     -> PtrRep
+                  AppTy _ _     -> PtrRep      -- See note below
+                  TyVarTy _     -> PtrRep
+                  other         -> pprPanic "typePrimRep" (ppr ty)
+       -- Types of the form 'f a' must be of kind *, not *#, so
+       -- we are guaranteed that they are represented by pointers.
+       -- The reason is that f must have kind *->*, not *->*#, because
+       -- (we claim) there is no way to constrain f's kind any other
+       -- way.
+
+-- new_type_rep doesn't ask any questions: 
+-- it just expands newtype, whether recursive or not
+new_type_rep new_tycon tys = ASSERT( tys `lengthIs` tyConArity new_tycon )
+                            case newTyConRep new_tycon of
+                                (tvs, rep_ty) -> substTyWith tvs tys rep_ty
 \end{code}
 
 
-Forall stuff
-~~~~~~~~~~~~
+---------------------------------------------------------------------
+                               ForAllTy
+                               ~~~~~~~~
+
 \begin{code}
-mkForAllTy = ForAllTy
+mkForAllTy :: TyVar -> Type -> Type
+mkForAllTy tyvar ty
+  = mkForAllTys [tyvar] ty
 
-mkForAllTys :: [t] -> GenType t u -> GenType t u
+mkForAllTys :: [TyVar] -> Type -> Type
 mkForAllTys tyvars ty = foldr ForAllTy ty tyvars
 
-getForAllTy_maybe :: GenType t u -> Maybe (t,GenType t u)
-getForAllTy_maybe (SynTy _ _ t)             = getForAllTy_maybe t
-getForAllTy_maybe (ForAllTy tyvar t) = Just(tyvar,t)
-getForAllTy_maybe _                 = Nothing
-
-getForAllTyExpandingDicts_maybe :: Type -> Maybe (TyVar, Type)
-getForAllTyExpandingDicts_maybe (SynTy _ _ t)     = getForAllTyExpandingDicts_maybe t
-getForAllTyExpandingDicts_maybe (ForAllTy tyvar t) = Just(tyvar,t)
-getForAllTyExpandingDicts_maybe ty@(DictTy _ _ _)  = getForAllTyExpandingDicts_maybe (expandTy ty)
-getForAllTyExpandingDicts_maybe _                 = Nothing
-
-splitForAllTy :: GenType t u -> ([t], GenType t u)
-splitForAllTy t = go t t []
-              where
-                       -- See notes on type synonyms above
-                   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 t               tvs = (reverse tvs, syn_t)
-
-splitForAllTyExpandingDicts :: Type -> ([TyVar], Type)
-splitForAllTyExpandingDicts ty
-  = go [] ty
+isForAllTy :: Type -> Bool
+isForAllTy (NoteTy _ ty)  = isForAllTy ty
+isForAllTy (ForAllTy _ _) = True
+isForAllTy other_ty      = False
+
+splitForAllTy_maybe :: Type -> Maybe (TyVar, Type)
+splitForAllTy_maybe ty = splitFAT_m ty
   where
-    go tvs ty = case getForAllTyExpandingDicts_maybe ty of
-                       Just (tv, ty') -> go (tv:tvs) ty'
-                       Nothing        -> (reverse tvs, ty)
+    splitFAT_m (NoteTy _ ty)           = splitFAT_m ty
+    splitFAT_m (PredTy p)              = splitFAT_m (predTypeRep p)
+    splitFAT_m (NewTcApp tc tys)       = splitFAT_m (newTypeRep tc tys)
+    splitFAT_m (ForAllTy tyvar ty)     = Just(tyvar, ty)
+    splitFAT_m _                       = Nothing
+
+splitForAllTys :: Type -> ([TyVar], Type)
+splitForAllTys ty = 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 (PredTy p)       tvs = split orig_ty (predTypeRep p) tvs
+     split orig_ty (NewTcApp tc tys) tvs = split orig_ty (newTypeRep tc tys) tvs
+     split orig_ty t                tvs = (reverse tvs, orig_ty)
+
+dropForAlls :: Type -> Type
+dropForAlls ty = snd (splitForAllTys ty)
 \end{code}
 
-\begin{code}
-mkForAllUsageTy :: u -> [u] -> GenType t u -> GenType t u
-mkForAllUsageTy = ForAllUsageTy
+-- (mkPiType now in CoreUtils)
 
-getForAllUsageTy :: GenType t u -> Maybe (u,[u],GenType t u)
-getForAllUsageTy (ForAllUsageTy uvar bounds t) = Just(uvar,bounds,t)
-getForAllUsageTy (SynTy _ _ t) = getForAllUsageTy t
-getForAllUsageTy _ = Nothing
-\end{code}
+applyTy, applyTys
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Instantiate a for-all type with one or more type arguments.
+Used when we have a polymorphic function applied to type args:
+       f t1 t2
+Then we use (applyTys type-of-f [t1,t2]) to compute the type of
+the expression. 
 
-Applied tycons (includes FunTyCons)
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-maybeAppTyCon
-       :: GenType tyvar uvar
-       -> Maybe (TyCon,                -- the type constructor
-                 [GenType tyvar uvar]) -- types to which it is applied
-
-maybeAppTyCon ty
-  = case (getTyCon_maybe app_ty) of
-       Nothing    -> Nothing
-       Just tycon -> Just (tycon, arg_tys)
+applyTy :: Type -> Type -> Type
+applyTy (PredTy p)       arg = applyTy (predTypeRep p) arg
+applyTy (NewTcApp tc tys) arg = applyTy (newTypeRep tc tys) arg
+applyTy (NoteTy _ fun)    arg = applyTy fun arg
+applyTy (ForAllTy tv ty)  arg = substTyWith [tv] [arg] ty
+applyTy other            arg = panic "applyTy"
+
+applyTys :: Type -> [Type] -> Type
+-- This function is interesting because 
+--     a) the function may have more for-alls than there are args
+--     b) less obviously, it may have fewer for-alls
+-- For case (b) think of 
+--     applyTys (forall a.a) [forall b.b, Int]
+-- This really can happen, via dressing up polymorphic types with newtype
+-- clothing.  Here's an example:
+--     newtype R = R (forall a. a->a)
+--     foo = case undefined :: R of
+--             R f -> f ()
+
+applyTys orig_fun_ty []      = orig_fun_ty
+applyTys orig_fun_ty arg_tys 
+  | n_tvs == n_args    -- The vastly common case
+  = substTyWith tvs arg_tys rho_ty
+  | n_tvs > n_args     -- Too many for-alls
+  = substTyWith (take n_args tvs) arg_tys 
+               (mkForAllTys (drop n_args tvs) rho_ty)
+  | otherwise          -- Too many type args
+  = ASSERT2( n_tvs > 0, ppr orig_fun_ty )      -- Zero case gives infnite loop!
+    applyTys (substTyWith tvs (take n_tvs arg_tys) rho_ty)
+            (drop n_tvs arg_tys)
   where
-    (app_ty, arg_tys) = splitAppTys ty
+    (tvs, rho_ty) = splitForAllTys orig_fun_ty 
+    n_tvs = length tvs
+    n_args = length arg_tys     
+\end{code}
+
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Source types}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-getAppTyCon
-       :: GenType tyvar uvar
-       -> (TyCon,                      -- the type constructor
-           [GenType tyvar uvar])       -- types to which it is applied
+A "source type" is a type that is a separate type as far as the type checker is
+concerned, but which has low-level representation as far as the back end is concerned.
 
-getAppTyCon ty
-  = case maybeAppTyCon ty of
-      Just stuff -> stuff
-#ifdef DEBUG
-      Nothing    -> panic "Type.getAppTyCon" -- (ppr PprShowAll ty)
-#endif
-\end{code}
+Source types are always lifted.
 
-Applied data tycons (give back constrs)
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Nota Bene: all these functions suceed for @newtype@ applications too!
+The key function is predTypeRep which gives the representation of a source type:
 
 \begin{code}
-maybeAppDataTyCon
-       :: GenType (GenTyVar any) uvar
-       -> Maybe (TyCon,                -- the type constructor
-                 [GenType (GenTyVar any) uvar],        -- types to which it is applied
-                 [Id])                 -- its family of data-constructors
-maybeAppDataTyConExpandingDicts, maybeAppSpecDataTyConExpandingDicts
-       :: Type -> Maybe (TyCon, [Type], [Id])
-
-maybeAppDataTyCon                  ty = maybe_app_data_tycon (\x->x) ty
-maybeAppDataTyConExpandingDicts     ty = maybe_app_data_tycon expandTy ty
-maybeAppSpecDataTyConExpandingDicts ty = maybe_app_data_tycon expandTy ty
-
-
-maybe_app_data_tycon expand ty
-  = let
-       expanded_ty       = expand ty
-       (app_ty, arg_tys) = splitAppTys expanded_ty
-    in
-    case (getTyCon_maybe app_ty) of
-       Just tycon |  isAlgTyCon tycon &&                       -- NB "Alg"; succeeds for newtype too
-                     notArrowKind (typeKind expanded_ty)
-                       -- Must be saturated for ty to be a data type
-                  -> Just (tycon, arg_tys, tyConDataCons tycon)
-
-       other      -> Nothing
-
-getAppDataTyCon, getAppSpecDataTyCon
-       :: GenType (GenTyVar any) uvar
-       -> (TyCon,                      -- the type constructor
-           [GenType (GenTyVar any) uvar],      -- types to which it is applied
-           [Id])                       -- its family of data-constructors
-getAppDataTyConExpandingDicts, getAppSpecDataTyConExpandingDicts
-       :: Type -> (TyCon, [Type], [Id])
-
-getAppDataTyCon               ty = get_app_data_tycon maybeAppDataTyCon ty
-getAppDataTyConExpandingDicts ty = --pprTrace "getAppDataTyConEx...:" (pprType PprDebug ty) $
-                                  get_app_data_tycon maybeAppDataTyConExpandingDicts ty
-
--- these should work like the UniTyFuns.getUniDataSpecTyCon* things of old (ToDo)
-getAppSpecDataTyCon               = getAppDataTyCon
-getAppSpecDataTyConExpandingDicts = getAppDataTyConExpandingDicts
-
-get_app_data_tycon maybe ty
-  = case maybe ty of
-      Just stuff -> stuff
-#ifdef DEBUG
-      Nothing    -> panic "Type.getAppDataTyCon"--  (pprGenType PprShowAll ty)
-#endif
-
-
-maybeBoxedPrimType :: Type -> Maybe (Id, Type)
-
-maybeBoxedPrimType ty
-  = case (maybeAppDataTyCon ty) of                                     -- Data type,
-      Just (tycon, tys_applied, [data_con]) | isDataTyCon tycon        -- with exactly one constructor
-        -> case (dataConArgTys data_con tys_applied) of
-            [data_con_arg_ty]                  -- Applied to exactly one type,
-               | isPrimType data_con_arg_ty    -- which is primitive
-               -> Just (data_con, data_con_arg_ty)
-            other_cases -> Nothing
-      other_cases -> Nothing
+mkPredTy :: PredType -> Type
+mkPredTy pred = PredTy pred
+
+mkPredTys :: ThetaType -> [Type]
+mkPredTys preds = map PredTy preds
+
+predTypeRep :: PredType -> Type
+-- Convert a PredType to its "representation type";
+-- the post-type-checking type used by all the Core passes of GHC.
+-- Unwraps only the outermost level; for example, the result might
+-- be a NewTcApp; c.f. newTypeRep
+predTypeRep (IParam _ ty)     = ty
+predTypeRep (ClassP clas tys) = mkTyConApp (classTyCon clas) tys
+       -- Result might be a NewTcApp, but the consumer will
+       -- look through that too if necessary
 \end{code}
 
-\begin{code}
-splitSigmaTy :: GenType t u -> ([t], [(Class,GenType t u)], GenType t u)
-splitSigmaTy ty =
-  (tyvars, theta, tau)
- where
-  (tyvars,rho) = splitForAllTy ty
-  (theta,tau)  = splitRhoTy rho
-
-mkSigmaTy tyvars theta tau = mkForAllTys tyvars (mkRhoTy theta tau)
-\end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               NewTypes
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-Finding the kind of a type
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-typeKind :: GenType (GenTyVar any) u -> Kind
-
-typeKind (TyVarTy tyvar)       = tyVarKind tyvar
-typeKind (TyConTy tycon usage) = tyConKind tycon
-typeKind (SynTy _ _ ty)                = typeKind ty
-typeKind (FunTy fun arg _)     = mkBoxedTypeKind
-typeKind (DictTy clas arg _)   = mkBoxedTypeKind
-typeKind (AppTy fun arg)       = resultKind (typeKind fun)
-typeKind (ForAllTy _ _)                = mkBoxedTypeKind
-typeKind (ForAllUsageTy _ _ _) = mkBoxedTypeKind
+splitRecNewType_maybe :: Type -> Maybe Type
+-- Newtypes are always represented by a NewTcApp
+-- Sometimes we want to look through a recursive newtype, and that's what happens here
+-- It only strips *one layer* off, so the caller will usually call itself recursively
+-- Only applied to types of kind *, hence the newtype is always saturated
+splitRecNewType_maybe (NoteTy _ ty) = splitRecNewType_maybe ty  
+splitRecNewType_maybe (PredTy p)    = splitRecNewType_maybe (predTypeRep p)
+splitRecNewType_maybe (NewTcApp tc tys)
+  | isRecursiveTyCon tc
+  = ASSERT( tys `lengthIs` tyConArity tc && isNewTyCon tc )
+       -- The assert should hold because splitRecNewType_maybe
+       -- should only be applied to *types* (of kind *)
+    Just (new_type_rhs tc tys)
+splitRecNewType_maybe other = Nothing
+                       
+-----------------------------
+newTypeRep :: TyCon -> [Type] -> Type
+-- A local helper function (not exported)
+-- Expands *the outermoset level of* a newtype application to 
+--     *either* a vanilla TyConApp (recursive newtype, or non-saturated)
+--     *or*     the newtype representation (otherwise), meaning the
+--                     type written in the RHS of the newtype decl,
+--                     which may itself be a newtype
+--
+-- Example: newtype R = MkR S
+--         newtype S = MkS T
+--         newtype T = MkT (T -> T)
+--   newTypeRep on R gives NewTcApp S
+--             on S gives NewTcApp T
+--             on T gives TyConApp T
+--
+-- NB: the returned TyConApp is always deconstructed immediately by the 
+--     caller... a TyConApp with a newtype type constructor never lives
+--     in an ordinary type
+newTypeRep tc tys
+  | not (isRecursiveTyCon tc),         -- Not recursive and saturated
+    tys `lengthIs` tyConArity tc       -- treat as equivalent to expansion
+  = new_type_rhs tc tys
+  | otherwise
+  = TyConApp tc tys
+       -- ToDo: Consider caching this substitution in a NType
+
+-- new_type_rhs doesn't ask any questions: 
+-- it just expands newtype one level, whether recursive or not
+new_type_rhs tc tys 
+  = case newTyConRhs tc of
+       (tvs, rep_ty) -> substTyWith tvs tys rep_ty
 \end{code}
 
 
-Free variables of a type
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Kinds and free variables}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+---------------------------------------------------------------------
+               Finding the kind of a type
+               ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-tyVarsOfType :: GenType (GenTyVar flexi) uvar -> GenTyVarSet flexi
-
-tyVarsOfType (TyVarTy tv)              = unitTyVarSet tv
-tyVarsOfType (TyConTy tycon usage)     = emptyTyVarSet
-tyVarsOfType (SynTy _ tys ty)          = tyVarsOfTypes tys
-tyVarsOfType (FunTy arg res _)         = tyVarsOfType arg `unionTyVarSets` tyVarsOfType res
-tyVarsOfType (AppTy fun arg)           = tyVarsOfType fun `unionTyVarSets` tyVarsOfType arg
-tyVarsOfType (DictTy clas ty _)                = tyVarsOfType ty
-tyVarsOfType (ForAllTy tyvar ty)       = tyVarsOfType ty `minusTyVarSet` unitTyVarSet tyvar
-tyVarsOfType (ForAllUsageTy _ _ ty)    = tyVarsOfType ty
-
-tyVarsOfTypes :: [GenType (GenTyVar flexi) uvar] -> GenTyVarSet flexi
-tyVarsOfTypes tys = foldr (unionTyVarSets.tyVarsOfType) emptyTyVarSet tys
-
--- Find the free names of a type, including the type constructors and classes it mentions
-namesOfType :: GenType (GenTyVar flexi) uvar -> NameSet
-namesOfType (TyVarTy tv)               = unitNameSet (getName tv)
-namesOfType (TyConTy tycon usage)      = unitNameSet (getName tycon)
-namesOfType (SynTy tycon tys ty)       = unitNameSet (getName tycon) `unionNameSets`
-                                         namesOfType ty
-namesOfType (FunTy arg res _)          = namesOfType arg `unionNameSets` namesOfType res
-namesOfType (AppTy fun arg)            = namesOfType fun `unionNameSets` namesOfType arg
-namesOfType (DictTy clas ty _)         = unitNameSet (getName clas) `unionNameSets`
-                                         namesOfType ty
-namesOfType (ForAllTy tyvar ty)                = namesOfType ty `minusNameSet` unitNameSet (getName tyvar)
-namesOfType (ForAllUsageTy _ _ ty)     = panic "forall usage"
+typeKind :: Type -> Kind
+
+typeKind (TyVarTy tyvar)       = tyVarKind tyvar
+typeKind (TyConApp tycon tys)  = foldr (\_ k -> kindFunResult k) (tyConKind tycon) tys
+typeKind (NewTcApp tycon tys)  = foldr (\_ k -> kindFunResult k) (tyConKind tycon) tys
+typeKind (NoteTy _ ty)         = typeKind ty
+typeKind (PredTy _)            = liftedTypeKind -- Predicates are always 
+                                                -- represented by lifted types
+typeKind (AppTy fun arg)       = kindFunResult (typeKind fun)
+typeKind (FunTy arg res)       = liftedTypeKind
+typeKind (ForAllTy tv ty)      = typeKind ty
 \end{code}
 
 
-Instantiating a type
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+---------------------------------------------------------------------
+               Free variables of a type
+               ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
--- applyTy :: GenType (GenTyVar flexi) uvar 
---     -> GenType (GenTyVar flexi) uvar 
---     -> GenType (GenTyVar flexi) uvar
+tyVarsOfType :: Type -> TyVarSet
+tyVarsOfType (TyVarTy tv)              = unitVarSet tv
+tyVarsOfType (TyConApp tycon tys)      = tyVarsOfTypes tys
+tyVarsOfType (NewTcApp tycon tys)      = tyVarsOfTypes tys
+tyVarsOfType (NoteTy (FTVNote tvs) ty2) = tvs
+tyVarsOfType (NoteTy (SynNote ty1) ty2)        = tyVarsOfType ty2      -- See note [Syn] below
+tyVarsOfType (PredTy sty)              = tyVarsOfPred sty
+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
+
+--                     Note [Syn]
+-- Consider
+--     type T a = Int
+-- What are the free tyvars of (T x)?  Empty, of course!  
+-- Here's the example that Ralf Laemmel showed me:
+--     foo :: (forall a. C u a -> C u a) -> u
+--     mappend :: Monoid u => u -> u -> u
+--
+--     bar :: Monoid u => u
+--     bar = foo (\t -> t `mappend` t)
+-- We have to generalise at the arg to f, and we don't
+-- want to capture the constraint (Monad (C u a)) because
+-- it appears to mention a.  Pretty silly, but it was useful to him.
 
-applyTy :: Type -> Type -> Type
 
-applyTy (SynTy _ _ fun)   arg = applyTy fun arg
-applyTy (ForAllTy tv ty)  arg = instantiateTy [(tv,arg)] ty
-applyTy ty@(DictTy _ _ _) arg = applyTy (expandTy ty) arg
-applyTy other            arg = panic "applyTy"
+tyVarsOfTypes :: [Type] -> TyVarSet
+tyVarsOfTypes tys = foldr (unionVarSet.tyVarsOfType) emptyVarSet tys
+
+tyVarsOfPred :: PredType -> TyVarSet
+tyVarsOfPred (IParam _ ty)  = tyVarsOfType ty
+tyVarsOfPred (ClassP _ tys) = tyVarsOfTypes tys
+
+tyVarsOfTheta :: ThetaType -> TyVarSet
+tyVarsOfTheta = foldr (unionVarSet . tyVarsOfPred) emptyVarSet
+
+-- Add a Note with the free tyvars to the top of the type
+addFreeTyVars :: Type -> Type
+addFreeTyVars ty@(NoteTy (FTVNote _) _)      = ty
+addFreeTyVars ty                            = NoteTy (FTVNote (tyVarsOfType ty)) ty
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{TidyType}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+tidyTy tidies up a type for printing in an error message, or in
+an interface file.
+
+It doesn't change the uniques at all, just the print names.
+
 \begin{code}
-instantiateTy  :: [(GenTyVar flexi, GenType (GenTyVar flexi) uvar)] 
-               -> GenType (GenTyVar flexi) uvar 
-               -> GenType (GenTyVar flexi) uvar
+tidyTyVarBndr :: TidyEnv -> TyVar -> (TidyEnv, TyVar)
+tidyTyVarBndr (tidy_env, subst) tyvar
+  = case tidyOccName tidy_env (getOccName name) of
+      (tidy', occ') ->         ((tidy', subst'), tyvar')
+                   where
+                       subst' = extendVarEnv subst tyvar tyvar'
+                       tyvar' = setTyVarName tyvar name'
+                       name'  = mkInternalName (getUnique name) occ' noSrcLoc
+                               -- Note: make a *user* tyvar, so it printes nicely
+                               -- Could extract src loc, but no need.
+  where
+    name = tyVarName tyvar
 
-instantiateTauTy :: Eq tv =>
-                  [(tv, GenType tv' u)]
-               -> GenType tv u
-               -> GenType tv' u
+tidyFreeTyVars :: TidyEnv -> TyVarSet -> TidyEnv
+-- Add the free tyvars to the env in tidy form,
+-- so that we can tidy the type they are free in
+tidyFreeTyVars env tyvars = fst (tidyOpenTyVars env (varSetElems tyvars))
 
-applyTypeEnvToTy :: TyVarEnv Type -> SigmaType -> SigmaType
+tidyOpenTyVars :: TidyEnv -> [TyVar] -> (TidyEnv, [TyVar])
+tidyOpenTyVars env tyvars = mapAccumL tidyOpenTyVar env tyvars
 
--- instantiateTauTy works only (a) on types with no ForAlls,
---     and when               (b) all the type variables are being instantiated
--- In return it is more polymorphic than instantiateTy
+tidyOpenTyVar :: TidyEnv -> TyVar -> (TidyEnv, TyVar)
+-- Treat a new tyvar as a binder, and give it a fresh tidy name
+tidyOpenTyVar env@(tidy_env, subst) tyvar
+  = case lookupVarEnv subst tyvar of
+       Just tyvar' -> (env, tyvar')            -- Already substituted
+       Nothing     -> tidyTyVarBndr env tyvar  -- Treat it as a binder
 
-instant_help ty lookup_tv deflt_tv choose_tycon
-               if_usage if_forall bound_forall_tv_BAD deflt_forall_tv
+tidyType :: TidyEnv -> Type -> Type
+tidyType env@(tidy_env, subst) ty
   = go ty
   where
-    go (TyVarTy tv)               = case (lookup_tv tv) of
-                                      Nothing -> deflt_tv tv
-                                      Just ty -> ty
-    go ty@(TyConTy tycon usage)           = choose_tycon ty tycon usage
-    go (SynTy tycon tys ty)       = SynTy tycon (map go tys) (go ty)
-    go (FunTy arg res usage)      = FunTy (go arg) (go res) usage
-    go (AppTy fun arg)            = AppTy (go fun) (go arg)
-    go (DictTy clas ty usage)     = DictTy clas (go ty) usage
-    go (ForAllUsageTy uvar bds ty) = if_usage $
-                                    ForAllUsageTy uvar bds (go ty)
-    go (ForAllTy tv ty)                   = if_forall $
-                                    (if (bound_forall_tv_BAD && maybeToBool (lookup_tv tv)) then
-                                       trace "instantiateTy: unexpected forall hit"
-                                    else
-                                       \x->x) ForAllTy (deflt_forall_tv tv) (go ty)
-
-instantiateTy [] ty = ty
-
-instantiateTy tenv ty
-  = instant_help ty lookup_tv deflt_tv choose_tycon
-                   if_usage if_forall bound_forall_tv_BAD deflt_forall_tv
-  where
-    lookup_tv tv = case [ty | (tv',ty) <- tenv, tv == tv'] of
-                    []   -> Nothing
-                    [ty] -> Just ty
-                    _    -> panic "instantiateTy:lookup_tv"
-
-    deflt_tv tv = TyVarTy tv
-    choose_tycon ty _ _ = ty
-    if_usage ty = ty
-    if_forall ty = ty
-    bound_forall_tv_BAD = True
-    deflt_forall_tv tv  = tv
-
-instantiateTauTy tenv ty
-  = instant_help ty lookup_tv deflt_tv choose_tycon
-                   if_usage if_forall bound_forall_tv_BAD deflt_forall_tv
-  where
-    lookup_tv tv = case [ty | (tv',ty) <- tenv, tv == tv'] of
-                    []   -> Nothing
-                    [ty] -> Just ty
-                    _    -> panic "instantiateTauTy:lookup_tv"
-
-    deflt_tv tv = panic "instantiateTauTy"
-    choose_tycon _ tycon usage = TyConTy tycon usage
-    if_usage ty = panic "instantiateTauTy:ForAllUsageTy"
-    if_forall ty = panic "instantiateTauTy:ForAllTy"
-    bound_forall_tv_BAD = panic "instantiateTauTy:bound_forall_tv"
-    deflt_forall_tv tv  = panic "instantiateTauTy:deflt_forall_tv"
-
-instantiateThetaTy tenv theta
- = [(clas,instantiateTauTy tenv ty) | (clas,ty) <- theta]
-
--- applyTypeEnv applies a type environment to a type.
--- It can handle shadowing; for example:
---     f = /\ t1 t2 -> \ d ->
---        letrec f' = /\ t1 -> \x -> ...(f' t1 x')...
---         in f' t1
--- Here, when we clone t1 to t1', say, we'll come across shadowing
--- when applying the clone environment to the type of f'.
---
--- As a sanity check, we should also check that name capture 
--- doesn't occur, but that means keeping track of the free variables of the
--- range of the TyVarEnv, which I don't do just yet.
---
--- We don't use instant_help because we need to carry in the environment
-
-applyTypeEnvToTy tenv ty
-  = go tenv ty
-  where
-    go tenv ty@(TyVarTy tv)            = case (lookupTyVarEnv tenv tv) of
-                                            Nothing -> ty
-                                            Just ty -> ty
-    go tenv ty@(TyConTy tycon usage)   = ty
-    go tenv (SynTy tycon tys ty)       = SynTy tycon (map (go tenv) tys) (go tenv ty)
-    go tenv (FunTy arg res usage)      = FunTy (go tenv arg) (go tenv res) usage
-    go tenv (AppTy fun arg)            = AppTy (go tenv fun) (go tenv arg)
-    go tenv (DictTy clas ty usage)     = DictTy clas (go tenv ty) usage
-    go tenv (ForAllUsageTy uvar bds ty) = ForAllUsageTy uvar bds (go tenv ty)
-    go tenv (ForAllTy tv ty)           = ForAllTy tv (go tenv' ty)
-                                       where
-                                         tenv' = case lookupTyVarEnv tenv tv of
-                                                   Nothing -> tenv
-                                                   Just _  -> delFromTyVarEnv tenv tv
+    go (TyVarTy tv)        = case lookupVarEnv subst tv of
+                               Nothing  -> TyVarTy tv
+                               Just tv' -> TyVarTy tv'
+    go (TyConApp tycon tys) = let args = map go tys
+                             in args `seqList` TyConApp tycon args
+    go (NewTcApp tycon tys) = let args = map go tys
+                             in args `seqList` NewTcApp tycon args
+    go (NoteTy note ty)     = (NoteTy $! (go_note note)) $! (go ty)
+    go (PredTy sty)        = PredTy (tidyPred env sty)
+    go (AppTy fun arg)     = (AppTy $! (go fun)) $! (go arg)
+    go (FunTy fun arg)     = (FunTy $! (go fun)) $! (go arg)
+    go (ForAllTy tv ty)            = ForAllTy tvp $! (tidyType envp ty)
+                             where
+                               (envp, tvp) = tidyTyVarBndr env tv
+
+    go_note (SynNote ty)        = SynNote $! (go ty)
+    go_note note@(FTVNote ftvs) = note -- No need to tidy the free tyvars
+
+tidyTypes env tys = map (tidyType env) tys
+
+tidyPred :: TidyEnv -> PredType -> PredType
+tidyPred env (IParam n ty)     = IParam n (tidyType env ty)
+tidyPred env (ClassP clas tys) = ClassP clas (tidyTypes env tys)
 \end{code}
 
+
+@tidyOpenType@ grabs the free type variables, tidies them
+and then uses @tidyType@ to work over the type itself
+
 \begin{code}
-instantiateUsage
-       :: Ord3 u => [(u, GenType t u')] -> GenType t u -> GenType t u'
+tidyOpenType :: TidyEnv -> Type -> (TidyEnv, Type)
+tidyOpenType env ty
+  = (env', tidyType env' ty)
+  where
+    env' = tidyFreeTyVars env (tyVarsOfType ty)
+
+tidyOpenTypes :: TidyEnv -> [Type] -> (TidyEnv, [Type])
+tidyOpenTypes env tys = mapAccumL tidyOpenType env tys
 
-instantiateUsage = panic "instantiateUsage: not implemented"
+tidyTopType :: Type -> Type
+tidyTopType ty = tidyType emptyTidyEnv ty
 \end{code}
 
 
-At present there are no unboxed non-primitive types, so
-isUnboxedType is the same as isPrimType.
 
-We're a bit cavalier about finding out whether something is
-primitive/unboxed or not.  Rather than deal with the type
-arguemnts we just zoom into the function part of the type.
-That is, given (T a) we just recurse into the "T" part,
-ignoring "a".
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Liftedness}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-isPrimType, isUnboxedType :: Type -> Bool
-
-isPrimType (AppTy ty _)      = isPrimType ty
-isPrimType (SynTy _ _ ty)    = isPrimType ty
-isPrimType (TyConTy tycon _) = case maybeNewTyCon tycon of
-                                 Just (tyvars, ty) -> isPrimType ty
-                                 Nothing           -> isPrimTyCon tycon
+isUnLiftedType :: Type -> Bool
+       -- 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 (PredTy _)       = False                -- All source types are lifted
+isUnLiftedType (NewTcApp tc tys) = isUnLiftedType (newTypeRep tc tys)
+isUnLiftedType other            = False        
+
+isUnboxedTupleType :: Type -> Bool
+isUnboxedTupleType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                          Just (tc, ty_args) -> isUnboxedTupleTyCon tc
+                          other              -> False
+
+-- Should only be applied to *types*; hence the assert
+isAlgType :: Type -> Bool
+isAlgType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just (tc, ty_args) -> ASSERT( ty_args `lengthIs` tyConArity tc )
+                                             isAlgTyCon tc
+                       other              -> False
+\end{code}
 
-isPrimType _                = False
+@isStrictType@ computes whether an argument (or let RHS) should
+be computed strictly or lazily, based only on its type.
+Works just like isUnLiftedType, except that it has a special case 
+for dictionaries.  Since it takes account of ClassP, you might think
+this function should be in TcType, but isStrictType is used by DataCon,
+which is below TcType in the hierarchy, so it's convenient to put it here.
 
-isUnboxedType = isPrimType
+\begin{code}
+isStrictType (ForAllTy tv ty)  = isStrictType ty
+isStrictType (NoteTy _ ty)     = isStrictType ty
+isStrictType (TyConApp tc _)   = isUnLiftedTyCon tc
+isStrictType (NewTcApp tc tys) = isStrictType (newTypeRep tc tys)
+isStrictType (PredTy pred)     = isStrictPred pred
+isStrictType other            = False  
+
+isStrictPred (ClassP clas _) = opt_DictsStrict && not (isNewTyCon (classTyCon clas))
+isStrictPred other          = False
+       -- We may be strict in dictionary types, but only if it 
+       -- has more than one component.
+       -- [Being strict in a single-component dictionary risks
+       --  poking the dictionary component, which is wrong.]
 \end{code}
 
-This is *not* right: it is a placeholder (ToDo 96/03 WDP):
 \begin{code}
-typePrimRep :: Type -> PrimRep
-
-typePrimRep (SynTy _ _ ty)  = typePrimRep ty
-typePrimRep (AppTy ty _)    = typePrimRep ty
-typePrimRep (TyConTy tc _)  
-  | isPrimTyCon tc         = case (assocMaybe tc_primrep_list (uniqueOf tc)) of
-                                  Just xx -> xx
-                                  Nothing -> panic "Type.typePrimRep" -- pprPanic "typePrimRep:" (pprTyCon PprDebug tc)
-
-  | otherwise              = case maybeNewTyCon tc of
-                                 Just (tyvars, ty) | isPrimType ty -> typePrimRep ty
-                                 _ -> PtrRep   -- Default
-
-typePrimRep _              = PtrRep -- the "default"
-
-tc_primrep_list
-  = [(addrPrimTyConKey,                    AddrRep)
-    ,(arrayPrimTyConKey,           ArrayRep)
-    ,(byteArrayPrimTyConKey,       ByteArrayRep)
-    ,(charPrimTyConKey,                    CharRep)
-    ,(doublePrimTyConKey,          DoubleRep)
-    ,(floatPrimTyConKey,           FloatRep)
-    ,(foreignObjPrimTyConKey,      ForeignObjRep)
-    ,(intPrimTyConKey,             IntRep)
-    ,(mutableArrayPrimTyConKey,     ArrayRep)
-    ,(mutableByteArrayPrimTyConKey, ByteArrayRep)
-    ,(stablePtrPrimTyConKey,       StablePtrRep)
-    ,(statePrimTyConKey,           VoidRep)
-    ,(synchVarPrimTyConKey,        PtrRep)
-    ,(voidTyConKey,                PtrRep)     -- Not VoidRep!  That's just for Void#
-                                               -- The type Void is represented by a pointer to
-                                               -- a bottom closure.
-    ,(wordPrimTyConKey,                    WordRep)
-    ]
+isPrimitiveType :: Type -> Bool
+-- Returns types that are opaque to Haskell.
+-- Most of these are unlifted, but now that we interact with .NET, we
+-- may have primtive (foreign-imported) types that are lifted
+isPrimitiveType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just (tc, ty_args) -> ASSERT( ty_args `lengthIs` tyConArity tc )
+                                             isPrimTyCon tc
+                       other              -> False
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Matching on types}
+\subsection{Sequencing on types
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Matching is a {\em unidirectional} process, matching a type against a
-template (which is just a type with type variables in it).  The
-matcher assumes that there are no repeated type variables in the
-template, so that it simply returns a mapping of type variables to
-types.  It also fails on nested foralls.
-
-@matchTys@ matches corresponding elements of a list of templates and
-types.
-
 \begin{code}
-matchTy :: GenType t1 u1               -- Template
-       -> GenType t2 u2                -- Proposed instance of template
-       -> Maybe [(t1,GenType t2 u2)]   -- Matching substitution
-                                       
-
-matchTys :: [GenType t1 u1]            -- Templates
-        -> [GenType t2 u2]             -- Proposed instance of template
-        -> Maybe ([(t1,GenType t2 u2)],-- Matching substitution
-                  [GenType t2 u2])     -- Left over instance types
-
-matchTy  ty1  ty2  = match  ty1 ty2 (\s -> Just s) []
-matchTys tys1 tys2 = go [] tys1 tys2
-                  where
-                    go s []        tys2        = Just (s,tys2)
-                    go s (ty1:tys1) []         = trace "matchTys" Nothing
-                    go s (ty1:tys1) (ty2:tys2) = match ty1 ty2 (\s' -> go s' tys1 tys2) s
+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 (NewTcApp 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` ()
+
+seqPred :: PredType -> ()
+seqPred (ClassP c tys) = c  `seq` seqTypes tys
+seqPred (IParam n ty)  = n  `seq` seqType ty
 \end{code}
 
-@match@ is the main function.
-
-\begin{code}
-match :: GenType t1 u1 -> GenType t2 u2                        -- Current match pair
-      -> ([(t1, GenType t2 u2)] -> Maybe result)       -- Continuation
-      -> [(t1, GenType t2 u2)]                         -- Current substitution
-      -> Maybe result
-
-match (TyVarTy v)         ty                   k = \s -> k ((v,ty) : s)
-match (FunTy fun1 arg1 _)  (FunTy fun2 arg2 _)  k = match fun1 fun2 (match arg1 arg2 k)
-match (AppTy fun1 arg1)    (AppTy fun2 arg2)    k = match fun1 fun2 (match arg1 arg2 k)
-match (TyConTy con1 _)     (TyConTy con2 _)     k | con1  == con2  = k
-match (DictTy clas1 ty1 _) (DictTy clas2 ty2 _) k | clas1 == clas2 = match ty1 ty2 k
-match (SynTy _ _ ty1)      ty2                 k = match ty1 ty2 k
-match ty1                     (SynTy _ _ ty2)  k = match ty1 ty2 k
-
-       -- With type synonyms, we have to be careful for the exact
-       -- same reasons as in the unifier.  Please see the
-       -- considerable commentary there before changing anything
-       -- here! (WDP 95/05)
-
--- Catch-all fails
-match _ _ _ = \s -> Nothing
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -878,170 +855,66 @@ match _ _ _ = \s -> Nothing
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-The functions eqSimpleTy and eqSimpleTheta are polymorphic in the types t
-and u, but ONLY WORK FOR SIMPLE TYPES (ie. they panic if they see
-dictionaries or polymorphic types).  The function eqTy has a more
-specific type, but does the `right thing' for all types.
+Comparison; don't use instances so that we know where it happens.
+Look through newtypes but not usage types.
 
-\begin{code}
-eqSimpleTheta :: (Eq t,Eq u) =>
-    [(Class,GenType t u)] -> [(Class,GenType t u)] -> Bool
+Note that eqType can respond 'False' for partial applications of newtypes.
+Consider
+       newtype Parser m a = MkParser (Foogle m a)
 
-eqSimpleTheta [] [] = True
-eqSimpleTheta ((c1,t1):th1) ((c2,t2):th2) =
-  c1==c2 && t1 `eqSimpleTy` t2 && th1 `eqSimpleTheta` th2
-eqSimpleTheta other1 other2 = False
-\end{code}
+Does   
+       Monad (Parser m) `eqType` Monad (Foogle m)
+
+Well, yes, but eqType won't see that they are the same. 
+I don't think this is harmful, but it's soemthing to watch out for.
 
 \begin{code}
-eqSimpleTy :: (Eq t,Eq u) => GenType t u -> GenType t u -> Bool
-
-(TyVarTy tv1) `eqSimpleTy` (TyVarTy tv2) =
-  tv1 == tv2
-(AppTy f1 a1)  `eqSimpleTy` (AppTy f2 a2) =
-  f1 `eqSimpleTy` f2 && a1 `eqSimpleTy` a2
-(TyConTy tc1 u1) `eqSimpleTy` (TyConTy tc2 u2) =
-  tc1 == tc2 --ToDo: later: && u1 == u2
-
-(FunTy f1 a1 u1) `eqSimpleTy` (FunTy f2 a2 u2) =
-  f1 `eqSimpleTy` f2 && a1 `eqSimpleTy` a2 && u1 == u2
-(FunTy f1 a1 u1) `eqSimpleTy` t2 =
-  -- Expand t1 just in case t2 matches that version
-  (AppTy (AppTy (TyConTy mkFunTyCon u1) f1) a1) `eqSimpleTy` t2
-t1 `eqSimpleTy` (FunTy f2 a2 u2) =
-  -- Expand t2 just in case t1 matches that version
-  t1 `eqSimpleTy` (AppTy (AppTy (TyConTy mkFunTyCon u2) f2) a2)
-
-(SynTy tc1 ts1 t1) `eqSimpleTy` (SynTy tc2 ts2 t2) =
-  (tc1 == tc2 && and (zipWith eqSimpleTy ts1 ts2) && length ts1 == length ts2)
-  || t1 `eqSimpleTy` t2
-(SynTy _ _ t1) `eqSimpleTy` t2 =
-  t1 `eqSimpleTy` t2  -- Expand the abbrevation and try again
-t1 `eqSimpleTy` (SynTy _ _ t2) =
-  t1 `eqSimpleTy` t2  -- Expand the abbrevation and try again
-
-(DictTy _ _ _) `eqSimpleTy` _ = panic "eqSimpleTy: got DictTy"
-_ `eqSimpleTy` (DictTy _ _ _) = panic "eqSimpleTy: got DictTy"
-
-(ForAllTy _ _) `eqSimpleTy` _ = panic "eqSimpleTy: got ForAllTy"
-_ `eqSimpleTy` (ForAllTy _ _) = panic "eqSimpleTy: got ForAllTy"
-
-(ForAllUsageTy _ _ _) `eqSimpleTy` _ = panic "eqSimpleTy: got ForAllUsageTy"
-_ `eqSimpleTy` (ForAllUsageTy _ _ _) = panic "eqSimpleTy: got ForAllUsageTy"
-
-_ `eqSimpleTy` _ = False
-\end{code}
+eqType t1 t2 = eq_ty emptyVarEnv t1 t2
 
-Types are ordered so we can sort on types in the renamer etc.  DNT: Since
-this class is also used in CoreLint and other such places, we DO expand out
-Fun/Syn/Dict types (if necessary).
+-- Look through Notes
+eq_ty env (NoteTy _ t1)       t2                 = eq_ty env t1 t2
+eq_ty env t1                 (NoteTy _ t2)       = eq_ty env t1 t2
 
-\begin{code}
-eqTy :: Type -> Type -> Bool
-
-eqTy t1 t2 =
-  eq nullTyVarEnv nullUVarEnv t1 t2
- where
-  eq tve uve (TyVarTy tv1) (TyVarTy tv2) =
-    tv1 == tv2 ||
-    case (lookupTyVarEnv tve tv1) of
-      Just tv -> tv == tv2
-      Nothing -> False
-  eq tve uve (AppTy f1 a1) (AppTy f2 a2) =
-    eq tve uve f1 f2 && eq tve uve a1 a2
-  eq tve uve (TyConTy tc1 u1) (TyConTy tc2 u2) =
-    tc1 == tc2 -- ToDo: LATER: && eqUsage uve u1 u2
-
-  eq tve uve (FunTy f1 a1 u1) (FunTy f2 a2 u2) =
-    eq tve uve f1 f2 && eq tve uve a1 a2 && eqUsage uve u1 u2
-  eq tve uve (FunTy f1 a1 u1) t2 =
-    -- Expand t1 just in case t2 matches that version
-    eq tve uve (AppTy (AppTy (TyConTy mkFunTyCon u1) f1) a1) t2
-  eq tve uve t1 (FunTy f2 a2 u2) =
-    -- Expand t2 just in case t1 matches that version
-    eq tve uve t1 (AppTy (AppTy (TyConTy mkFunTyCon u2) f2) a2)
-
-  eq tve uve (DictTy c1 t1 u1) (DictTy c2 t2 u2) 
-    | c1 == c2 
-    = eq tve uve t1 t2 && eqUsage uve u1 u2
-       -- NB we use a guard for c1==c2 so that if they aren't equal we
-       -- fall through into expanding the type.  Why?  Because brain-dead
-       -- people might write
-       --      class Foo a => Baz a where {}
-       -- and that means that a Foo dictionary and a Baz dictionary are identical
-       -- Sigh.  Let's hope we don't spend too much time in here!
-
-  eq tve uve t1@(DictTy _ _ _) t2 =
-    eq tve uve (expandTy t1) t2  -- Expand the dictionary and try again
-  eq tve uve t1 t2@(DictTy _ _ _) =
-    eq tve uve t1 (expandTy t2)  -- Expand the dictionary and try again
-
-  eq tve uve (SynTy tc1 ts1 t1) (SynTy tc2 ts2 t2) =
-    (tc1 == tc2 && and (zipWith (eq tve uve) ts1 ts2) && length ts1 == length ts2)
-    || eq tve uve t1 t2
-  eq tve uve (SynTy _ _ t1) t2 =
-    eq tve uve t1 t2  -- Expand the abbrevation and try again
-  eq tve uve t1 (SynTy _ _ t2) =
-    eq tve uve t1 t2  -- Expand the abbrevation and try again
-
-  eq tve uve (ForAllTy tv1 t1) (ForAllTy tv2 t2) =
-    eq (addOneToTyVarEnv tve tv1 tv2) uve t1 t2
-  eq tve uve (ForAllUsageTy u1 b1 t1) (ForAllUsageTy u2 b2 t2) =
-    eqBounds uve b1 b2 && eq tve (addOneToUVarEnv uve u1 u2) t1 t2
-
-  eq _ _ _ _ = False
-
-  eqBounds uve [] [] = True
-  eqBounds uve (u1:b1) (u2:b2) = eqUVar uve u1 u2 && eqBounds uve b1 b2
-  eqBounds uve _ _ = False
-\end{code}
+-- Look through PredTy and NewTcApp.  This is where the looping danger comes from.
+-- We don't bother to check for the PredType/PredType case, no good reason
+-- Hmm: maybe there is a good reason: see the notes below about newtypes
+eq_ty env (PredTy sty1)     t2           = eq_ty env (predTypeRep sty1) t2
+eq_ty env t1               (PredTy sty2) = eq_ty env t1 (predTypeRep sty2)
 
-\begin{code}
-showTypeCategory :: Type -> Char
-  {-
-       {C,I,F,D}   char, int, float, double
-       T           tuple
-       S           other single-constructor type
-       {c,i,f,d}   unboxed ditto
-       t           *unpacked* tuple
-       s           *unpacked" single-cons...
-
-       v           void#
-       a           primitive array
-
-       E           enumeration type
-       +           dictionary, unless it's a ...
-       L           List
-       >           function
-       M           other (multi-constructor) data-con type
-       .           other type
-       -           reserved for others to mark as "uninteresting"
-    -}
-showTypeCategory ty
-  = if isDictTy ty
-    then '+'
-    else
-      case getTyCon_maybe ty of
-       Nothing -> if maybeToBool (getFunTy_maybe ty)
-                  then '>'
-                  else '.'
-
-       Just tycon ->
-          let utc = uniqueOf tycon in
-         if      utc == charDataConKey    then 'C'
-         else if utc == intDataConKey     then 'I'
-         else if utc == floatDataConKey   then 'F'
-         else if utc == doubleDataConKey  then 'D'
-         else if utc == integerDataConKey then 'J'
-         else if utc == charPrimTyConKey  then 'c'
-         else if (utc == intPrimTyConKey || utc == wordPrimTyConKey
-               || utc == addrPrimTyConKey)                then 'i'
-         else if utc  == floatPrimTyConKey                then 'f'
-         else if utc  == doublePrimTyConKey               then 'd'
-         else if isPrimTyCon tycon {- array, we hope -}   then 'A'
-         else if isEnumerationTyCon tycon                 then 'E'
-         else if isTupleTyCon tycon                       then 'T'
-         else if maybeToBool (maybeTyConSingleCon tycon)  then 'S'
-         else if utc == listTyConKey                      then 'L'
-         else 'M' -- oh, well...
+-- NB: we *cannot* short-cut the newtype comparison thus:
+-- eq_ty env (NewTcApp tc1 tys1) (NewTcApp tc2 tys2) 
+--     | (tc1 == tc2) = (eq_tys env tys1 tys2)
+--
+-- Consider:
+--     newtype T a = MkT [a]
+--     newtype Foo m = MkFoo (forall a. m a -> Int)
+--     w1 :: Foo []
+--     w1 = ...
+--     
+--     w2 :: Foo T
+--     w2 = MkFoo (\(MkT x) -> case w1 of MkFoo f -> f x)
+--
+-- We end up with w2 = w1; so we need that Foo T = Foo []
+-- but we can only expand saturated newtypes, so just comparing
+-- T with [] won't do. 
+
+eq_ty env (NewTcApp tc1 tys1) t2                 = eq_ty env (newTypeRep tc1 tys1) t2
+eq_ty env t1                 (NewTcApp tc2 tys2) = eq_ty env t1 (newTypeRep tc2 tys2)
+
+-- The rest is plain sailing
+eq_ty env (TyVarTy tv1)       (TyVarTy tv2)       = case lookupVarEnv env tv1 of
+                                                         Just tv1a -> tv1a == tv2
+                                                         Nothing   -> tv1  == tv2
+eq_ty env (ForAllTy tv1 t1)   (ForAllTy tv2 t2)   
+       | tv1 == tv2                              = eq_ty (delVarEnv env tv1)        t1 t2
+       | otherwise                               = eq_ty (extendVarEnv env tv1 tv2) t1 t2
+eq_ty env (AppTy s1 t1)       (AppTy s2 t2)       = (eq_ty env s1 s2) && (eq_ty env t1 t2)
+eq_ty env (FunTy s1 t1)       (FunTy s2 t2)       = (eq_ty env s1 s2) && (eq_ty env t1 t2)
+eq_ty env (TyConApp tc1 tys1) (TyConApp tc2 tys2) = (tc1 == tc2) && (eq_tys env tys1 tys2)
+eq_ty env t1                  t2                 = False
+
+eq_tys env []        []        = True
+eq_tys env (t1:tys1) (t2:tys2) = (eq_ty env t1 t2) && (eq_tys env tys1 tys2)
+eq_tys env tys1      tys2      = False
 \end{code}
+