[project @ 2001-04-21 10:19:53 by panne]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / types / Type.lhs
index e139cdd..ea24c92 100644 (file)
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1998
+%
+\section[Type]{Type - public interface}
+
 \begin{code}
 module Type (
-       Type(..), TyNote(..),           -- 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
+       superKind, superBoxity,                         -- KX and BX respectively
+       liftedBoxity, unliftedBoxity,                   -- :: BX
+       openKindCon,                                    -- :: KX
+       typeCon,                                        -- :: BX -> KX
+       liftedTypeKind, unliftedTypeKind, openTypeKind, -- :: KX
+       mkArrowKind, mkArrowKinds,                      -- :: KX -> KX -> KX
 
-       boxedTypeKind, unboxedTypeKind, openTypeKind,   -- Kind :: superKind
+       funTyCon,
 
-       mkArrowKind, mkArrowKinds, hasMoreBoxityInfo,
+        usageKindCon,                                  -- :: KX
+        usageTypeKind,                                 -- :: KX
+        usOnceTyCon, usManyTyCon,                      -- :: $
+        usOnce, usMany,                                        -- :: $
 
-       funTyCon,
+        -- exports from this module:
+        hasMoreBoxityInfo, defaultKind,
 
        mkTyVarTy, mkTyVarTys, getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
 
        mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys, splitAppTy_maybe,
 
-       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy_maybe, splitFunTys, funResultTy,
-       zipFunTys,
+       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy, splitFunTy_maybe, splitFunTys, splitFunTysN,
+       funResultTy, funArgTy, zipFunTys,
 
-       mkTyConApp, mkTyConTy, splitTyConApp_maybe,
-       splitAlgTyConApp_maybe, splitAlgTyConApp,
-       mkDictTy, splitDictTy_maybe, isDictTy,
+       mkTyConApp, mkTyConTy, 
+       tyConAppTyCon, tyConAppArgs, 
+       splitTyConApp_maybe, splitTyConApp,
+       splitAlgTyConApp_maybe, splitAlgTyConApp, 
 
-       mkSynTy, isSynTy, deNoteType,
+       mkUTy, splitUTy, splitUTy_maybe,
+        isUTy, uaUTy, unUTy, liftUTy, mkUTyM,
+        isUsageKind, isUsage, isUTyVar,
+
+       mkSynTy, deNoteType, 
+
+       repType, splitRepFunTys, splitNewType_maybe, typePrimRep,
 
        mkForAllTy, mkForAllTys, splitForAllTy_maybe, splitForAllTys, 
-       applyTy, applyTys, isForAllTy,
-       mkPiType,
+       applyTy, applyTys, hoistForAllTys, isForAllTy,
 
+       -- Predicates and the like
+       PredType(..), getClassPredTys_maybe, getClassPredTys, 
+       isPredTy, isClassPred, isTyVarClassPred,
+       mkDictTy, mkPredTy, mkPredTys, splitPredTy_maybe, predTyUnique,
+       splitDictTy, splitDictTy_maybe, isDictTy, predRepTy, splitDFunTy,
+       mkClassPred, predMentionsIPs, inheritablePred, isIPPred, mkPredName,
+
+       -- Tau, Rho, Sigma
        TauType, RhoType, SigmaType, ThetaType,
-       isTauTy,
-       mkRhoTy, splitRhoTy,
-       mkSigmaTy, splitSigmaTy,
+       isTauTy, mkRhoTy, splitRhoTy, splitMethodTy,
+       mkSigmaTy, isSigmaTy, splitSigmaTy,
+       getDFunTyKey,
 
        -- Lifting and boxity
-       isUnLiftedType, isUnboxedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType,
-       typePrimRep,
+       isUnLiftedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType, isNewType,
 
        -- Free variables
-       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, namesOfType, typeKind,
-       addFreeTyVars,
-
-       -- Substitution
-       substTy, substTheta, fullSubstTy, substTyVar,
-       substTopTy, substTopTheta,
+       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tyVarsOfTheta,
+       namesOfType, usageAnnOfType, typeKind, addFreeTyVars,
+       namesOfDFunHead,
 
        -- Tidying up for printing
        tidyType,     tidyTypes,
        tidyOpenType, tidyOpenTypes,
-       tidyTyVar,    tidyTyVars,
-       tidyTopType
+       tidyTyVar,    tidyTyVars, tidyFreeTyVars,
+       tidyTopType,  tidyPred,
+
+       -- Seq
+       seqType, seqTypes
+
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
+-- 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,
-                 tyVarKind, tyVarName, isId, idType, setTyVarName
-               )
+import Var     ( Var, TyVar, tyVarKind, tyVarName, setTyVarName )
 import VarEnv
 import VarSet
 
-import Name    ( NamedThing(..), Provenance(..), ExportFlag(..),
-                 mkWiredInTyConName, mkGlobalName, mkLocalName, mkKindOccFS, tcName,
-                 tidyOccName, TidyOccEnv
-               )
+import OccName ( mkDictOcc )
+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,
+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 PrimRep         ( PrimRep(..), isFollowableRep )
-import Unique          -- quite a few *Keys
-import Util            ( thenCmp, mapAccumL, seqList, ($!) )
+import SrcLoc          ( SrcLoc, noSrcLoc )
+import PrimRep         ( PrimRep(..) )
+import Unique          ( 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
-\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 = liftedTypeKind
+                | otherwise            = kind
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Constructor-specific functions}
@@ -325,17 +160,23 @@ 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 ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "getTyVar: UTy:" (text msg $$ pprType ty)
 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 ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "getTyVar_maybe: UTy:" (pprType ty)
 getTyVar_maybe other       = Nothing
 
 isTyVarTy :: Type -> Bool
 isTyVarTy (TyVarTy tv)  = True
 isTyVarTy (NoteTy _ ty) = isTyVarTy ty
+isTyVarTy (PredTy p)    = isTyVarTy (predRepTy p)
+isTyVarTy ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "isTyVarTy: UTy:" (pprType ty)
 isTyVarTy other         = False
 \end{code}
 
@@ -348,35 +189,47 @@ invariant that a TyConApp is always visibly so.  mkAppTy maintains the
 invariant: use it.
 
 \begin{code}
-mkAppTy orig_ty1 orig_ty2 = mk_app orig_ty1
+mkAppTy orig_ty1 orig_ty2
+  = ASSERT( not (isPredTy orig_ty1) )  -- Predicates are of kind *
+    UASSERT2( not (isUTy orig_ty2), pprType orig_ty1 <+> pprType orig_ty2 )
+                                        -- argument must be unannotated
+    mk_app orig_ty1
   where
     mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
     mk_app (TyConApp tc tys) = mkTyConApp tc (tys ++ [orig_ty2])
+    mk_app ty@(UsageTy _ _)  = pprPanic "mkAppTy: UTy:" (pprType ty)
     mk_app ty1              = AppTy orig_ty1 orig_ty2
 
 mkAppTys :: Type -> [Type] -> Type
 mkAppTys orig_ty1 []       = orig_ty1
        -- This check for an empty list of type arguments
-       -- avoids the needless of a type synonym constructor.
+       -- 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
+mkAppTys orig_ty1 orig_tys2
+  = ASSERT( not (isPredTy orig_ty1) )  -- Predicates are of kind *
+    UASSERT2( not (any isUTy orig_tys2), pprType orig_ty1 <+> fsep (map pprType orig_tys2) )
+                                        -- arguments must be unannotated
+    mk_app orig_ty1
   where
     mk_app (NoteTy _ ty1)    = mk_app ty1
     mk_app (TyConApp tc tys) = mkTyConApp tc (tys ++ orig_tys2)
+    mk_app ty@(UsageTy _ _)  = pprPanic "mkAppTys: UTy:" (pprType ty)
     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 (FunTy ty1 ty2)   = Just (TyConApp funTyCon [unUTy ty1], unUTy 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
                               split [ty2]    acc = Just (TyConApp tc (reverse acc), ty2)
                               split (ty:tys) acc = split tys (ty:acc)
 
+splitAppTy_maybe ty@(UsageTy _ _)  = pprPanic "splitAppTy_maybe: UTy:" (pprType ty)
 splitAppTy_maybe other           = Nothing
 
 splitAppTy :: Type -> (Type, Type)
@@ -389,9 +242,11 @@ 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])
+                                              (TyConApp funTyCon [], [unUTy ty1,unUTy ty2])
     split orig_ty (TyConApp tc tc_args) args = (TyConApp tc [], tc_args ++ args)
+    split orig_ty (UsageTy _ _)         args = pprPanic "splitAppTys: UTy:" (pprType orig_ty)
     split orig_ty ty                   args = (orig_ty, args)
 \end{code}
 
@@ -402,38 +257,69 @@ splitAppTys ty = split ty ty []
 
 \begin{code}
 mkFunTy :: Type -> Type -> Type
-mkFunTy arg res = FunTy arg res
+mkFunTy arg res = UASSERT2( isUTy arg && isUTy res, pprType arg <+> pprType res )
+                  FunTy arg res
 
 mkFunTys :: [Type] -> Type -> Type
-mkFunTys tys ty = foldr FunTy ty tys
+mkFunTys tys ty = UASSERT2( all isUTy (ty:tys), fsep (map pprType (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 ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "splitFunTy: UTy:" (pprType ty)
 
 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 ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "splitFunTy_maybe: UTy:" (pprType ty)
 splitFunTy_maybe other          = Nothing
 
-
 splitFunTys :: Type -> ([Type], Type)
 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 (UsageTy _ _)   = pprPanic "splitFunTys: UTy:" (pprType orig_ty)
     split args orig_ty ty              = (reverse args, orig_ty)
 
+splitFunTysN :: String -> Int -> Type -> ([Type], Type)
+splitFunTysN msg orig_n orig_ty = split orig_n [] orig_ty orig_ty
+  where
+    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 (UsageTy _ _)   = pprPanic "splitFunTysN: UTy:" (pprType orig_ty)
+    split n args syn_ty ty              = pprPanic ("splitFunTysN: " ++ msg) (int orig_n <+> pprType 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 (predRepTy p)
+    split acc xs     nty (UsageTy _ _)   = pprPanic "zipFunTys: UTy:" (ppr orig_xs <+> pprType orig_ty)
     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 (UsageTy _ ty)  = funResultTy ty
 funResultTy ty             = pprPanic "funResultTy" (pprType ty)
-\end{code}
 
+funArgTy :: Type -> Type
+funArgTy (FunTy arg res) = arg
+funArgTy (NoteTy _ ty)   = funArgTy ty
+funArgTy (PredTy p)      = funArgTy (predRepTy p)
+funArgTy (UsageTy _ ty)  = funArgTy ty
+funArgTy ty             = pprPanic "funArgTy" (pprType ty)
+\end{code}
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -445,10 +331,11 @@ mkTyConApp :: TyCon -> [Type] -> Type
 mkTyConApp tycon tys
   | isFunTyCon tycon && length tys == 2
   = case tys of 
-       (ty1:ty2:_) -> FunTy ty1 ty2
+       (ty1:ty2:_) -> FunTy (mkUTyM ty1) (mkUTyM ty2)
 
   | otherwise
   = ASSERT(not (isSynTyCon tycon))
+    UASSERT2( not (any isUTy tys), ppr tycon <+> fsep (map pprType tys) )
     TyConApp tycon tys
 
 mkTyConTy :: TyCon -> Type
@@ -459,22 +346,41 @@ mkTyConTy tycon = ASSERT( not (isSynTyCon tycon) )
 -- mean a distinct type, but all other type-constructor applications
 -- including functions are returned as Just ..
 
+tyConAppTyCon :: Type -> TyCon
+tyConAppTyCon ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                    Just (tc,_) -> tc
+                    Nothing     -> pprPanic "tyConAppTyCon" (pprType ty)
+
+tyConAppArgs :: Type -> [Type]
+tyConAppArgs ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                    Just (_,args) -> args
+                    Nothing       -> pprPanic "tyConAppArgs" (pprType ty)
+
+splitTyConApp :: Type -> (TyCon, [Type])
+splitTyConApp ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just stuff -> stuff
+                       Nothing    -> pprPanic "splitTyConApp" (pprType 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 (FunTy arg res)   = Just (funTyCon, [unUTy arg,unUTy res])
 splitTyConApp_maybe (NoteTy _ ty)     = splitTyConApp_maybe ty
+splitTyConApp_maybe (PredTy p)       = splitTyConApp_maybe (predRepTy p)
+splitTyConApp_maybe (UsageTy _ ty)    = splitTyConApp_maybe ty
 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 (UsageTy _ ty)= splitAlgTyConApp_maybe ty
 splitAlgTyConApp_maybe other        = Nothing
 
 splitAlgTyConApp :: Type -> (TyCon, [Type], [DataCon])
@@ -482,34 +388,11 @@ 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
-\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
+splitAlgTyConApp (PredTy p)        = splitAlgTyConApp (predRepTy p)
+splitAlgTyConApp (UsageTy _ ty)    = splitAlgTyConApp ty
+#ifdef DEBUG
+splitAlgTyConApp ty = pprPanic "splitAlgTyConApp" (pprType ty)
+#endif
 \end{code}
 
 
@@ -519,23 +402,27 @@ isDictTy other            = False
 
 \begin{code}
 mkSynTy syn_tycon tys
-  = ASSERT(isSynTyCon syn_tycon)
+  = ASSERT( isSynTyCon syn_tycon )
+    ASSERT( length tyvars == length tys )
     NoteTy (SynNote (TyConApp syn_tycon tys))
-          (substTopTy (zipVarEnv tyvars tys) body)
+          (substTy (mkTyVarSubst tyvars tys) body)
   where
     (tyvars, body) = getSynTyConDefn syn_tycon
 
-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 (deNotePred p)
 deNoteType (NoteTy _ ty)       = deNoteType ty
 deNoteType (AppTy fun arg)     = AppTy (deNoteType fun) (deNoteType arg)
 deNoteType (FunTy fun arg)     = FunTy (deNoteType fun) (deNoteType arg)
 deNoteType (ForAllTy tv ty)    = ForAllTy tv (deNoteType ty)
+deNoteType (UsageTy u ty)      = UsageTy u (deNoteType ty)
+
+deNotePred :: PredType -> PredType
+deNotePred (ClassP c tys) = ClassP c (map deNoteType tys)
+deNotePred (IParam n ty)  = IParam n (deNoteType ty)
 \end{code}
 
 Notes on type synonyms
@@ -553,6 +440,57 @@ 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
+       (e) usage annotations
+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 (UsageTy  _ ty) = repType ty
+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 (UsageTy _ ty)    = splitNewType_maybe ty
+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}
+
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -560,100 +498,364 @@ interfaces.  Notably this plays a role in tcTySigs in TcBinds.lhs.
                                ~~~~~~~~
 
 \begin{code}
-mkForAllTy = ForAllTy
+mkForAllTy :: TyVar -> Type -> Type
+mkForAllTy tyvar ty
+  = mkForAllTys [tyvar] ty
 
 mkForAllTys :: [TyVar] -> Type -> Type
-mkForAllTys tyvars ty = foldr ForAllTy ty tyvars
-
-splitForAllTy_maybe :: Type -> Maybe (TyVar, Type)
-splitForAllTy_maybe (NoteTy _ ty)       = splitForAllTy_maybe ty
-splitForAllTy_maybe (ForAllTy tyvar ty) = Just(tyvar, ty)
-splitForAllTy_maybe _                  = Nothing
+mkForAllTys tyvars ty
+  = case splitUTy_maybe ty of
+      Just (u,ty1) -> UASSERT2( not (mkVarSet tyvars `intersectsVarSet` tyVarsOfType u),
+                                ptext SLIT("mkForAllTys: usage scope")
+                                <+> ppr tyvars <+> pprType ty )
+                      mkUTy u (foldr ForAllTy ty1 tyvars)  -- we lift usage annotations over foralls
+      Nothing      -> foldr ForAllTy ty tyvars
 
 isForAllTy :: Type -> Bool
-isForAllTy (NoteTy _ ty)       = isForAllTy ty
-isForAllTy (ForAllTy tyvar ty) = True
-isForAllTy _                = False
+isForAllTy (NoteTy _ ty)  = isForAllTy ty
+isForAllTy (ForAllTy _ _) = True
+isForAllTy (UsageTy _ ty) = isForAllTy ty
+isForAllTy other_ty      = False
+
+splitForAllTy_maybe :: Type -> Maybe (TyVar, Type)
+splitForAllTy_maybe ty = splitFAT_m ty
+  where
+    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 (UsageTy _ ty)           = splitFAT_m 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 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 (UsageTy _ ty)         tvs = split orig_ty ty 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.
+-- (mkPiType now in CoreUtils)
 
-\begin{code}
-mkPiType :: IdOrTyVar -> Type -> Type  -- The more polymorphic version doesn't work...
-mkPiType v ty | isId v    = mkFunTy (idType v) ty
-             | otherwise = ForAllTy v ty
-\end{code}
+Applying a for-all to its arguments.  Lift usage annotation as required.
 
 \begin{code}
 applyTy :: Type -> Type -> Type
-applyTy (NoteTy _ fun)   arg = applyTy fun arg
-applyTy (ForAllTy tv ty) arg = substTy (mkVarEnv [(tv,arg)]) ty
-applyTy other           arg = panic "applyTy"
+applyTy (PredTy p)                     arg = applyTy (predRepTy p) arg
+applyTy (NoteTy _ fun)                  arg = applyTy fun arg
+applyTy (ForAllTy tv ty)                arg = UASSERT2( not (isUTy arg),
+                                                        ptext SLIT("applyTy")
+                                                        <+> pprType ty <+> pprType arg )
+                                              substTy (mkTyVarSubst [tv] [arg]) ty
+applyTy (UsageTy u ty)                  arg = UsageTy u (applyTy ty arg)
+applyTy other                          arg = panic "applyTy"
 
 applyTys :: Type -> [Type] -> Type
 applyTys fun_ty arg_tys
- = go [] fun_ty arg_tys
+ = UASSERT2( not (any isUTy arg_tys), ptext SLIT("applyTys") <+> pprType fun_ty )
+   (case mu of
+      Just u  -> UsageTy u
+      Nothing -> id) $
+   substTy (mkTyVarSubst tvs arg_tys) ty
  where
-   go env ty               []         = substTy (mkVarEnv env) ty
-   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"
+   (mu, tvs, ty) = split fun_ty arg_tys
+   
+   split fun_ty               []         = (Nothing, [], fun_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) = case split fun_ty args of
+                                                 (mu, tvs, ty) -> (mu, tv:tvs, ty)
+   split (UsageTy u ty)       args       = case split ty args of
+                                                  (Nothing, tvs, ty) -> (Just u, tvs, ty)
+                                                  (Just _ , _  , _ ) -> pprPanic "applyTys:"
+                                                                          (pprType fun_ty)
+   split other_ty             args       = panic "applyTys"
+\end{code}
+
+\begin{code}
+hoistForAllTys :: Type -> Type
+       -- Move all the foralls to the top
+       -- e.g.  T -> forall a. a  ==>   forall a. T -> a
+        -- Careful: LOSES USAGE ANNOTATIONS!
+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}
+
+
+---------------------------------------------------------------------
+                               UsageTy
+                               ~~~~~~~
+
+Constructing and taking apart usage types.
+
+\begin{code}
+mkUTy :: Type -> Type -> Type
+mkUTy u ty
+  = ASSERT2( typeKind u == usageTypeKind, ptext SLIT("mkUTy:") <+> pprType u <+> pprType ty )
+    UASSERT2( not (isUTy ty), ptext SLIT("mkUTy:") <+> pprType u <+> pprType ty )
+    -- if u == usMany then ty else  : ToDo? KSW 2000-10
+#ifdef DO_USAGES
+    UsageTy u ty
+#else
+    ty
+#endif
+
+splitUTy :: Type -> (Type {- :: $ -}, Type)
+splitUTy orig_ty
+  = case splitUTy_maybe orig_ty of
+      Just (u,ty) -> (u,ty)
+#ifdef DO_USAGES
+      Nothing     -> pprPanic "splitUTy:" (pprType orig_ty)
+#else
+      Nothing     -> (usMany,orig_ty)  -- default annotation ToDo KSW 2000-10
+#endif
+
+splitUTy_maybe :: Type -> Maybe (Type {- :: $ -}, Type)
+splitUTy_maybe (UsageTy u ty) = Just (u,ty)
+splitUTy_maybe (NoteTy _ ty)  = splitUTy_maybe ty
+splitUTy_maybe other_ty       = Nothing
+
+isUTy :: Type -> Bool
+  -- has usage annotation
+isUTy = maybeToBool . splitUTy_maybe
+
+uaUTy :: Type -> Type
+  -- extract annotation
+uaUTy = fst . splitUTy
+
+unUTy :: Type -> Type
+  -- extract unannotated type
+unUTy = snd . splitUTy
+\end{code}
+
+\begin{code}
+liftUTy :: (Type -> Type) -> Type -> Type
+  -- lift outer usage annot over operation on unannotated types
+liftUTy f ty
+  = let
+      (u,ty') = splitUTy ty
+    in
+    mkUTy u (f ty')
+\end{code}
+
+\begin{code}
+mkUTyM :: Type -> Type
+  -- put TOP (no info) annotation on unannotated type
+mkUTyM ty = mkUTy usMany ty
+\end{code}
+
+\begin{code}
+isUsageKind :: Kind -> Bool
+isUsageKind k
+  = ASSERT( typeKind k == superKind )
+    k == usageTypeKind
+
+isUsage :: Type -> Bool
+isUsage ty
+  = isUsageKind (typeKind ty)
+
+isUTyVar :: Var -> Bool
+isUTyVar v
+  = isUsageKind (tyVarKind v)
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Stuff to do with the source-language types}
+\subsection{Predicates}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+"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 = UASSERT2( not (any isUTy tys), ppr clas <+> fsep (map pprType tys) )
+                       ClassP clas tys
+
+isClassPred (ClassP clas tys) = True
+isClassPred other            = False
+
+isIPPred (IParam _ _) = True
+isIPPred other       = False
+
+isTyVarClassPred (ClassP clas tys) = all isTyVarTy tys
+isTyVarClassPred other            = False
+
+getClassPredTys_maybe :: PredType -> Maybe (Class, [Type])
+getClassPredTys_maybe (ClassP clas tys) = Just (clas, tys)
+getClassPredTys_maybe _                        = Nothing
+
+getClassPredTys :: PredType -> (Class, [Type])
+getClassPredTys (ClassP clas tys) = (clas, tys)
+
+inheritablePred :: PredType -> Bool
+-- Can be inherited by a context.  For example, consider
+--     f x = let g y = (?v, y+x)
+--           in (g 3 with ?v = 8, 
+--               g 4 with ?v = 9)
+-- The point is that g's type must be quantifed over ?v:
+--     g :: (?v :: a) => a -> a
+-- but it doesn't need to be quantified over the Num a dictionary
+-- which can be free in g's rhs, and shared by both calls to g
+inheritablePred (ClassP _ _) = True
+inheritablePred other       = False
+
+predMentionsIPs :: PredType -> NameSet -> Bool
+predMentionsIPs (IParam n _) ns = n `elemNameSet` ns
+predMentionsIPs other       ns = False
+
+mkDictTy :: Class -> [Type] -> Type
+mkDictTy clas tys = UASSERT2( not (any isUTy tys), ppr clas <+> fsep (map pprType tys) )
+                    mkPredTy (ClassP clas tys)
+
+mkPredTy :: PredType -> Type
+mkPredTy pred = PredTy pred
+
+mkPredTys :: ThetaType -> [Type]
+mkPredTys preds = map PredTy preds
+
+predTyUnique :: PredType -> Unique
+predTyUnique (IParam n _)      = getUnique n
+predTyUnique (ClassP clas tys) = getUnique clas
+
+predRepTy :: PredType -> Type
+-- Convert a predicate to its "representation type";
+-- the type of evidence for that predicate, which is actually passed at runtime
+predRepTy (ClassP clas tys) = TyConApp (classTyCon clas) tys
+predRepTy (IParam n ty)     = ty
+
+isPredTy :: Type -> Bool
+isPredTy (NoteTy _ ty) = isPredTy ty
+isPredTy (PredTy _)    = True
+isPredTy (UsageTy _ ty)= isPredTy ty
+isPredTy _            = False
+
+isDictTy :: Type -> Bool
+isDictTy (NoteTy _ ty)        = isDictTy ty
+isDictTy (PredTy (ClassP _ _)) = True
+isDictTy (UsageTy _ ty)        = isDictTy ty
+isDictTy other                = False
+
+splitPredTy_maybe :: Type -> Maybe PredType
+splitPredTy_maybe (NoteTy _ ty) = splitPredTy_maybe ty
+splitPredTy_maybe (PredTy p)    = Just p
+splitPredTy_maybe (UsageTy _ ty)= splitPredTy_maybe ty
+splitPredTy_maybe other                = Nothing
+
+splitDictTy :: Type -> (Class, [Type])
+splitDictTy (NoteTy _ ty) = splitDictTy ty
+splitDictTy (PredTy (ClassP clas tys)) = (clas, tys)
+
+splitDictTy_maybe :: Type -> Maybe (Class, [Type])
+splitDictTy_maybe (NoteTy _ ty)                     = splitDictTy_maybe ty
+splitDictTy_maybe (PredTy (ClassP 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) }}
+
+namesOfDFunHead :: Type -> NameSet
+-- Find the free type constructors and classes 
+-- of the head of the dfun instance type
+-- The 'dfun_head_type' is because of
+--     instance Foo a => Baz T where ...
+-- The decl is an orphan if Baz and T are both not locally defined,
+--     even if Foo *is* locally defined
+namesOfDFunHead dfun_ty = case splitSigmaTy dfun_ty of
+                               (tvs,_,head_ty) -> delListFromNameSet (namesOfType head_ty)
+                                                                     (map getName tvs)
+
+mkPredName :: Unique -> SrcLoc -> PredType -> Name
+mkPredName uniq loc (ClassP cls tys) = mkLocalName uniq (mkDictOcc (getOccName cls)) loc
+mkPredName uniq loc (IParam name ty) = name
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Tau, sigma and rho}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 @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 (UsageTy _ 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 = UASSERT2( not (isUTy ty), pprType ty )
+                   foldr (\p r -> FunTy (mkUTyM (mkPredTy p)) (mkUTyM 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 (UsageTy _ ty)  ts = split orig_ty ty ts
+  split orig_ty ty             ts = (reverse ts, orig_ty)
+\end{code}
+
+The type of a method for class C is always of the form:
+       Forall a1..an. C a1..an => sig_ty
+where sig_ty is the type given by the method's signature, and thus in general
+is a ForallTy.  At the point that splitMethodTy is called, it is expected
+that the outer Forall has already been stripped off.  splitMethodTy then
+returns (C a1..an, sig_ty') where sig_ty' is sig_ty with any Notes or
+Usages stripped off.
+
+\begin{code}
+splitMethodTy :: Type -> (PredType, Type)
+splitMethodTy ty = split ty
+ where
+  split (FunTy arg res) = case splitPredTy_maybe arg of
+                           Just p  -> (p, res)
+                           Nothing -> panic "splitMethodTy"
+  split (NoteTy _ ty)  = split ty
+  split (UsageTy _ ty)  = split ty
+  split _               = panic "splitMethodTy"
 \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 (UsageTy _ ty)       = isSigmaTy ty
+isSigmaTy _                    = False
+
+splitSigmaTy :: Type -> ([TyVar], [PredType], Type)
 splitSigmaTy ty =
   (tyvars, theta, tau)
  where
@@ -661,6 +863,19 @@ 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
+getDFunTyKey (UsageTy _ t)   = getDFunTyKey t
+-- PredTy shouldn't happen
+\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -677,26 +892,25 @@ 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 _)            = liftedTypeKind -- Predicates are always 
+                                                -- represented by lifted types
 typeKind (AppTy fun arg)       = funResultTy (typeKind fun)
-typeKind (FunTy fun arg)       = typeKindF arg
-typeKind (ForAllTy _ ty)       = typeKindF ty  -- We could make this a new kind polyTypeKind
-                                               -- to prevent a forall type unifying with a 
-                                               -- boxed type variable, but I didn't think it
-                                               -- was worth it yet.
-
--- The complication is that a *function* is boxed even if
--- its *result* type is unboxed.  Seems wierd.
-
-typeKindF :: Type -> Kind
-typeKindF (NoteTy _ ty)   = typeKindF ty
-typeKindF (FunTy _ ty)    = typeKindF ty
-typeKindF (ForAllTy _ ty) = typeKindF ty
-typeKindF other                  = fix_up (typeKind other)
-  where
-    fix_up (TyConApp kc _) | kc == typeCon = boxedTypeKind
-               -- Functions at the type level are always boxed
-    fix_up (NoteTy _ kind) = fix_up kind
-    fix_up kind            = kind
+
+typeKind (FunTy arg res)       = fix_up (typeKind res)
+                               where
+                                 fix_up (TyConApp tycon _) |  tycon == typeCon
+                                                           || tycon == openKindCon = liftedTypeKind
+                                 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 lifted 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
+typeKind (UsageTy _ ty)         = typeKind ty  -- we don't have separate kinds for ann/unann
 \end{code}
 
 
@@ -704,23 +918,32 @@ typeKindF other             = fix_up (typeKind other)
                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 (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
+tyVarsOfType (UsageTy u ty)            = tyVarsOfType u `unionVarSet` tyVarsOfType ty
 
 tyVarsOfTypes :: [Type] -> TyVarSet
 tyVarsOfTypes tys = foldr (unionVarSet.tyVarsOfType) emptyVarSet tys
 
+tyVarsOfPred :: PredType -> TyVarSet
+tyVarsOfPred (ClassP 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
 addFreeTyVars :: Type -> Type
-addFreeTyVars ty@(NoteTy (FTVNote _) _) = ty
-addFreeTyVars ty                       = NoteTy (FTVNote (tyVarsOfType ty)) 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
@@ -729,96 +952,36 @@ 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)
+namesOfType (ForAllTy tyvar ty)                = namesOfType ty `delFromNameSet` getName tyvar
+namesOfType (UsageTy u ty)             = namesOfType u `unionNameSets` namesOfType ty
 
 namesOfTypes tys = foldr (unionNameSets . namesOfType) emptyNameSet tys
 \end{code}
 
+Usage annotations of a type
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Instantiating a type}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@substTy@ applies a substitution to a type.  It deals correctly with name capture.
-
-\begin{code}
-substTy :: TyVarSubst -> Type -> Type
-substTy tenv ty 
-  | isEmptyVarEnv tenv = ty
-  | otherwise         = subst_ty tenv tset ty
-  where
-    tset = foldVarEnv (unionVarSet . tyVarsOfType) emptyVarSet tenv
-               -- If ty doesn't have any for-alls, then this thunk
-               -- will never be evaluated
-
-substTheta :: TyVarSubst -> ThetaType -> ThetaType
-substTheta tenv theta
-  | isEmptyVarEnv tenv = theta
-  | otherwise         = [(clas, map (subst_ty tenv tset) tys) | (clas, tys) <- theta]
-  where
-    tset = foldVarEnv (unionVarSet . tyVarsOfType) emptyVarSet tenv
-               -- If ty doesn't have any for-alls, then this thunk
-               -- will never be evaluated
-
-substTopTy :: TyVarSubst -> Type -> Type
-substTopTy = substTy   -- Called when doing top-level substitutions.
-                       -- Here we expect that the free vars of the range of the
-                       -- substitution will be empty; but during typechecking I'm
-                       -- a bit dubious about that (mutable tyvars bouund to Int, say)
-                       -- So I've left it as substTy for the moment.  SLPJ Nov 98
-substTopTheta = substTheta
-\end{code}
-
-@fullSubstTy@ is like @substTy@ except that it needs to be given a set
-of in-scope type variables.  In exchange it's a bit more efficient, at least
-if you happen to have that set lying around.
+Get a list of usage annotations of a type, *in left-to-right pre-order*.
 
 \begin{code}
-fullSubstTy :: TyVarSubst              -- Substitution to apply
-            -> TyVarSet                -- Superset of the free tyvars of
-                                       -- the range of the tyvar env
-            -> Type  -> Type
--- ASSUMPTION: The substitution is idempotent.
--- Equivalently: No tyvar is both in scope, and in the domain of the substitution.
-fullSubstTy tenv tset ty | isEmptyVarEnv tenv = ty
-                        | otherwise          = subst_ty tenv tset ty
-
--- subst_ty does the business
-subst_ty tenv tset ty
-   = go ty
-  where
-    go (TyConApp tc tys)          = let args = map go tys
-                                    in  args `seqList` TyConApp tc args
-    go (NoteTy (SynNote ty1) ty2)  = NoteTy (SynNote $! (go ty1)) $! (go ty2)
-    go (NoteTy (FTVNote _) ty2)    = go ty2            -- Discard the free tyvar note
-    go (FunTy arg res)            = (FunTy $! (go arg)) $! (go res)
-    go (AppTy fun arg)            = mkAppTy (go fun) $! (go arg)
-    go ty@(TyVarTy tv)            = case (lookupVarEnv tenv tv) of
-                                     Nothing  -> ty
-                                             Just ty' -> ty'
-    go (ForAllTy tv ty)                   = case substTyVar tenv tset tv of
-                                       (tenv', tset', tv') -> ForAllTy tv' $! (subst_ty tenv' tset' ty)
-
-substTyVar ::  TyVarSubst -> TyVarSet -> TyVar
-          -> (TyVarSubst,   TyVarSet,   TyVar)
-
-substTyVar tenv tset tv
-  | not (tv `elemVarSet` tset) -- No need to clone
-                               -- But must delete from substitution
-  = (tenv `delVarEnv` tv, tset `extendVarSet` tv, tv)
-
-  | otherwise  -- The forall's variable is in scope so
-               -- we'd better rename it away from the in-scope variables
-               -- Extending the substitution to do this renaming also
-               -- has the (correct) effect of discarding any existing
-               -- substitution for that variable
-  = (extendVarEnv tenv tv (TyVarTy tv'), tset `extendVarSet` tv', tv')
+usageAnnOfType :: Type -> [Type]
+usageAnnOfType ty
+  = goS ty
   where
-     tv' = uniqAway tset tv
+    goT (TyVarTy _)       = []
+    goT (AppTy ty1 ty2)   = goT ty1 ++ goT ty2
+    goT (TyConApp tc tys) = concatMap goT tys
+    goT (FunTy sty1 sty2) = goS sty1 ++ goS sty2
+    goT (ForAllTy mv ty)  = goT ty
+    goT (PredTy p)        = goT (predRepTy p)
+    goT ty@(UsageTy _ _)  = pprPanic "usageAnnOfType: unexpected usage:" (pprType ty)
+    goT (NoteTy note ty)  = goT ty
+
+    goS sty = case splitUTy sty of
+                (u,tty) -> u : goT tty
 \end{code}
 
 
@@ -855,8 +1018,16 @@ tidyTyVar env@(tidy_env, subst) tyvar
   where
     name = tyVarName tyvar
 
+tidyTyVars :: TidyEnv -> [TyVar] -> (TidyEnv, [TyVar])
 tidyTyVars env tyvars = mapAccumL tidyTyVar env tyvars
 
+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 = foldl add env (varSetElems tyvars)
+                         where
+                           add env tv = fst (tidyTyVar env tv)
+
 tidyType :: TidyEnv -> Type -> Type
 tidyType env@(tidy_env, subst) ty
   = go ty
@@ -866,21 +1037,27 @@ 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 (tidyPred env 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 (UsageTy u ty)      = (UsageTy SAPPLY (go u)) SAPPLY (go ty)
 
-    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
 
-tidyTypes  env tys    = map (tidyType env) tys
+tidyTypes env tys = map (tidyType env) tys
+
+tidyPred :: TidyEnv -> PredType -> PredType
+tidyPred env (ClassP clas tys) = ClassP clas (tidyTypes env tys)
+tidyPred env (IParam n ty)     = IParam n (tidyType env ty)
 \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}
@@ -888,8 +1065,7 @@ tidyOpenType :: TidyEnv -> Type -> (TidyEnv, Type)
 tidyOpenType env ty
   = (env', tidyType env' ty)
   where
-    env'         = foldl go env (varSetElems (tyVarsOfType ty))
-    go env tyvar = fst (tidyTyVar env tyvar)
+    env' = tidyFreeTyVars env (tyVarsOfType ty)
 
 tidyOpenTypes :: TidyEnv -> [Type] -> (TidyEnv, [Type])
 tidyOpenTypes env tys = mapAccumL tidyOpenType env tys
@@ -899,20 +1075,26 @@ tidyTopType ty = tidyType emptyTidyEnv ty
 \end{code}
 
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Boxedness and liftedness}
+\subsection{Liftedness}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-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 (UsageTy _ ty)  = isUnLiftedType ty
+isUnLiftedType other           = False
 
 isUnboxedTupleType :: Type -> Bool
 isUnboxedTupleType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
@@ -933,68 +1115,123 @@ 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
+seqType (UsageTy u ty)   = seqType u `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}
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \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
+cmpTy env (UsageTy   u1 t1)   (UsageTy   u2 t2)   = cmpTy env u1 u2 `thenCmp` cmpTy env t1 t2
     
-    -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy
-    cmp env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
+    -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy < UsageTy
+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 _ _) (TyVarTy _)    = GT
+cmpTy env (ForAllTy _ _) (AppTy _ _)    = GT
+cmpTy env (ForAllTy _ _) (FunTy _ _)    = GT
+cmpTy env (ForAllTy _ _) (TyConApp _ _) = GT
+
+cmpTy env (UsageTy  _ _) 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 ty1)   (IParam n2 ty2) = (n1 `compare` n2) `thenCmp` (cmpTy env ty1 ty2)
+       -- Compare types as well as names for implicit parameters
+       -- This comparison is used exclusively (I think) for the
+       -- finite map built in TcSimplify
+cmpPred env (ClassP c1 tys1) (ClassP c2 tys2) = (c1 `compare` c2) `thenCmp` (cmpTys env tys1 tys2)
+cmpPred env (IParam _ _)     (ClassP _ _)     = LT
+cmpPred env (ClassP _ _)     (IParam _ _)     = GT
+\end{code}