[project @ 2001-04-26 13:52:57 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / types / Type.lhs
index 5b73eeb..ea24c92 100644 (file)
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1998
+%
+\section[Type]{Type - public interface}
+
 \begin{code}
 module Type (
-       GenType(..), Type, 
+        -- re-exports from TypeRep:
+       Type,
+       Kind, TyVarSubst,
+
+       superKind, superBoxity,                         -- KX and BX respectively
+       liftedBoxity, unliftedBoxity,                   -- :: BX
+       openKindCon,                                    -- :: KX
+       typeCon,                                        -- :: BX -> KX
+       liftedTypeKind, unliftedTypeKind, openTypeKind, -- :: KX
+       mkArrowKind, mkArrowKinds,                      -- :: KX -> KX -> KX
+
+       funTyCon,
+
+        usageKindCon,                                  -- :: KX
+        usageTypeKind,                                 -- :: KX
+        usOnceTyCon, usManyTyCon,                      -- :: $
+        usOnce, usMany,                                        -- :: $
+
+        -- exports from this module:
+        hasMoreBoxityInfo, defaultKind,
 
        mkTyVarTy, mkTyVarTys, getTyVar, getTyVar_maybe, isTyVarTy,
 
-       mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys,
+       mkAppTy, mkAppTys, splitAppTy, splitAppTys, splitAppTy_maybe,
 
-       mkFunTy, mkFunTys, splitFunTy_maybe, splitFunTys,
+       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,
+       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,
+       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,
 
-       isUnpointedType, isUnboxedType, typePrimRep,
+       -- Lifting and boxity
+       isUnLiftedType, isUnboxedTupleType, isAlgType, isDataType, isNewType,
 
-       matchTy, matchTys, 
+       -- Free variables
+       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tyVarsOfPred, tyVarsOfTheta,
+       namesOfType, usageAnnOfType, typeKind, addFreeTyVars,
+       namesOfDFunHead,
 
-       tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, namesOfType, typeKind,
+       -- Tidying up for printing
+       tidyType,     tidyTypes,
+       tidyOpenType, tidyOpenTypes,
+       tidyTyVar,    tidyTyVars, tidyFreeTyVars,
+       tidyTopType,  tidyPred,
 
-       instantiateTy, instantiateTauTy, instantiateThetaTy, applyToTyVars,
+       -- Seq
+       seqType, seqTypes
 
-       showTypeCategory
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import {-# SOURCE #-} Id       ( Id )
+-- 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     ( Var, TyVar, tyVarKind, tyVarName, setTyVarName )
+import VarEnv
+import VarSet
+
+import OccName ( mkDictOcc )
+import Name    ( Name, NamedThing(..), OccName, mkLocalName, tidyOccName )
+import NameSet
 import Class   ( classTyCon, Class )
-import Kind    ( mkBoxedTypeKind, resultKind, Kind )
-import TyCon   ( mkFunTyCon, isFunTyCon, isEnumerationTyCon, isTupleTyCon, maybeTyConSingleCon,
-                 isPrimTyCon, isAlgTyCon, isSynTyCon, tyConArity,
-                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn, 
-                 tyConPrimRep, tyConClass_maybe, TyCon )
-import TyVar   ( GenTyVarSet, TyVarEnv, GenTyVar, TyVar,
-                 tyVarKind, tyVarFlexi, emptyTyVarSet, unionTyVarSets, minusTyVarSet,
-                 unitTyVarSet, lookupTyVarEnv, delFromTyVarEnv, zipTyVarEnv, mkTyVarEnv,
-                 emptyTyVarEnv, isEmptyTyVarEnv, addToTyVarEnv )
-import Name    ( NamedThing(..), 
-                 NameSet(..), unionNameSets, emptyNameSet, unitNameSet, minusNameSet
+import TyCon   ( TyCon,
+                 isUnboxedTupleTyCon, isUnLiftedTyCon,
+                 isFunTyCon, isDataTyCon, isNewTyCon, newTyConRep,
+                 isAlgTyCon, isSynTyCon, tyConArity,
+                 tyConKind, tyConDataCons, getSynTyConDefn,
+                 tyConPrimRep
                )
 
 -- others
-import BasicTypes ( Unused )
-import Maybes  ( maybeToBool, assocMaybe )
-import PrimRep ( PrimRep(..) )
-import Unique  -- quite a few *Keys
-import Util    ( thenCmp, panic, assertPanic )
+import Maybes          ( maybeToBool )
+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{The data type}
+\subsection{Stuff to do with kinds.}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-
 \begin{code}
-type Type  = GenType Unused    -- Used after typechecker
-
-data GenType flexi                     -- Parameterised over the "flexi" part of a type variable
-  = TyVarTy (GenTyVar flexi)
-
-  | AppTy
-       (GenType flexi)         -- Function is *not* a TyConApp
-       (GenType flexi)
-
-  | TyConApp                   -- Application of a TyCon
-       TyCon                   -- *Invariant* saturated appliations of FunTyCon and
-                               --      synonyms have their own constructors, below.
-       [GenType flexi]         -- Might not be saturated.
-
-  | FunTy                      -- Special case of TyConApp: TyConApp FunTyCon [t1,t2]
-       (GenType flexi)
-       (GenType flexi)
-
-  | SynTy                      -- Saturated application of a type synonym
-       (GenType flexi)         -- The unexpanded version; always a TyConTy
-       (GenType flexi)         -- The expanded version
-
-  | ForAllTy
-       (GenTyVar flexi)
-       (GenType flexi)         -- TypeKind
+hasMoreBoxityInfo :: Kind -> Kind -> Bool
+hasMoreBoxityInfo k1 k2
+  | k2 == openTypeKind = True
+  | otherwise         = k1 == k2
+
+defaultKind :: Kind -> Kind
+-- Used when generalising: default kind '?' to '*'
+defaultKind kind | kind == openTypeKind = liftedTypeKind
+                | otherwise            = kind
 \end{code}
 
 
@@ -109,26 +152,32 @@ data GenType flexi                        -- Parameterised over the "flexi" part of a type variable
                                TyVarTy
                                ~~~~~~~
 \begin{code}
-mkTyVarTy  :: GenTyVar flexi   -> GenType flexi
+mkTyVarTy  :: TyVar   -> Type
 mkTyVarTy  = TyVarTy
 
-mkTyVarTys :: [GenTyVar flexi] -> [GenType flexi]
+mkTyVarTys :: [TyVar] -> [Type]
 mkTyVarTys = map mkTyVarTy -- a common use of mkTyVarTy
 
-getTyVar :: String -> GenType flexi -> GenTyVar flexi
+getTyVar :: String -> Type -> TyVar
 getTyVar msg (TyVarTy tv) = tv
-getTyVar msg (SynTy _ t)  = getTyVar msg t
+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 :: GenType flexi -> Maybe (GenTyVar flexi)
+getTyVar_maybe :: Type -> Maybe TyVar
 getTyVar_maybe (TyVarTy tv) = Just tv
-getTyVar_maybe (SynTy _ t)  = getTyVar_maybe t
+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 :: GenType flexi -> Bool
-isTyVarTy (TyVarTy tv) = True
-isTyVarTy (SynTy _ ty) = isTyVarTy ty
-isTyVarTy other        = False
+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}
 
 
@@ -140,43 +189,64 @@ 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 (SynTy _ ty1)     = mk_app ty1
+    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 :: GenType flexi -> [GenType flexi] -> GenType flexi
+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 (SynTy _ ty1)     = mk_app ty1
+    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 :: GenType flexi -> (GenType flexi, GenType flexi)
-splitAppTy (FunTy ty1 ty2)   = (TyConApp mkFunTyCon [ty1], ty2)
-splitAppTy (AppTy ty1 ty2)   = (ty1, ty2)
-splitAppTy (SynTy _ ty)      = splitAppTy ty
-splitAppTy (TyConApp tc tys) = split tys []
+splitAppTy_maybe :: Type -> Maybe (Type, Type)
+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 = (TyConApp tc (reverse acc), ty2)
+                              split [ty2]    acc = Just (TyConApp tc (reverse acc), ty2)
                               split (ty:tys) acc = split tys (ty:acc)
-splitAppTy other            = panic "splitAppTy"
 
-splitAppTys :: GenType flexi -> (GenType flexi, [GenType flexi])
+splitAppTy_maybe ty@(UsageTy _ _)  = pprPanic "splitAppTy_maybe: UTy:" (pprType ty)
+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
     split orig_ty (AppTy ty arg)        args = split ty ty (arg:args)
-    split orig_ty (SynTy _ ty)          args = split orig_ty ty 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 mkFunTyCon [], [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}
 
@@ -186,26 +256,70 @@ splitAppTys ty = split ty ty []
                                ~~~~~
 
 \begin{code}
-mkFunTy :: GenType flexi -> GenType flexi -> GenType flexi
-mkFunTy arg res = FunTy arg res
+mkFunTy :: Type -> Type -> Type
+mkFunTy arg res = UASSERT2( isUTy arg && isUTy res, pprType arg <+> pprType res )
+                  FunTy arg res
+
+mkFunTys :: [Type] -> Type -> Type
+mkFunTys tys ty = UASSERT2( all isUTy (ty:tys), fsep (map pprType (tys++[ty])) )
+                  foldr FunTy ty tys
 
-mkFunTys :: [GenType flexi] -> GenType flexi -> GenType flexi
-mkFunTys tys ty = foldr FunTy ty tys
+splitFunTy :: Type -> (Type, Type)
+splitFunTy (FunTy arg res) = (arg, res)
+splitFunTy (NoteTy _ ty)   = splitFunTy ty
+splitFunTy (PredTy p)      = splitFunTy (predRepTy p)
+splitFunTy ty@(UsageTy _ _) = pprPanic "splitFunTy: UTy:" (pprType ty)
 
-splitFunTy_maybe :: GenType flexi -> Maybe (GenType flexi, GenType flexi)
+splitFunTy_maybe :: Type -> Maybe (Type, Type)
 splitFunTy_maybe (FunTy arg res) = Just (arg, res)
-splitFunTy_maybe (SynTy _ ty)    = splitFunTy_maybe ty
+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 :: GenType flexi -> ([GenType flexi], GenType flexi)
+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 (SynTy _ ty)    = split args orig_ty ty
+    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)
-\end{code}
 
+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)
+
+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}
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -213,17 +327,18 @@ splitFunTys ty = split [] ty ty
                                ~~~~~~~~
 
 \begin{code}
-mkTyConApp :: TyCon -> [GenType flexi] -> GenType flexi
+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 -> GenType flexi
+mkTyConTy :: TyCon -> Type
 mkTyConTy tycon = ASSERT( not (isSynTyCon tycon) ) 
                  TyConApp tycon []
 
@@ -231,57 +346,53 @@ mkTyConTy tycon = ASSERT( not (isSynTyCon tycon) )
 -- mean a distinct type, but all other type-constructor applications
 -- including functions are returned as Just ..
 
-splitTyConApp_maybe :: GenType flexi -> Maybe (TyCon, [GenType flexi])
+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 (mkFunTyCon, [arg,res])
-splitTyConApp_maybe (SynTy _ ty)      = splitTyConApp_maybe ty
+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 :: GenType flexi -> Maybe (TyCon, [GenType flexi], [Id])
+splitAlgTyConApp_maybe :: Type -> Maybe (TyCon, [Type], [DataCon])
 splitAlgTyConApp_maybe (TyConApp tc tys) 
-  | isAlgTyCon tc &&
-    tyConArity tc == length tys   = Just (tc, tys, tyConDataCons tc)
-splitAlgTyConApp_maybe (SynTy _ ty) = splitAlgTyConApp_maybe ty
-splitAlgTyConApp_maybe other     = Nothing
-
-splitAlgTyConApp :: GenType flexi -> (TyCon, [GenType flexi], [Id])
+  | 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])
        -- Here the "algebraic" property is an *assertion*
 splitAlgTyConApp (TyConApp tc tys) = ASSERT( isAlgTyCon tc && tyConArity tc == length tys )
                                     (tc, tys, tyConDataCons tc)
-splitAlgTyConApp (SynTy _ 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 -> [GenType flexi] -> GenType flexi
-mkDictTy clas tys = TyConApp (classTyCon clas) tys
-
-splitDictTy_maybe :: GenType flexi -> Maybe (Class, [GenType flexi])
-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 (SynTy _ ty)         = splitDictTy_maybe ty
-splitDictTy_maybe other                = Nothing
-
-isDictTy :: GenType flexi -> Bool
-       -- This version is slightly more efficient than (maybeToBool . splitDictTy)
-isDictTy (TyConApp tc tys) 
-  |  maybeToBool (tyConClass_maybe tc)
-  && tyConArity tc == length tys
-  = True
-isDictTy (SynTy _ ty)          = isDictTy ty
-isDictTy other                 = False
+splitAlgTyConApp (NoteTy _ ty)     = splitAlgTyConApp ty
+splitAlgTyConApp (PredTy p)        = splitAlgTyConApp (predRepTy p)
+splitAlgTyConApp (UsageTy _ ty)    = splitAlgTyConApp ty
+#ifdef DEBUG
+splitAlgTyConApp ty = pprPanic "splitAlgTyConApp" (pprType ty)
+#endif
 \end{code}
 
 
@@ -291,14 +402,27 @@ isDictTy other                    = False
 
 \begin{code}
 mkSynTy syn_tycon tys
-  = ASSERT(isSynTyCon syn_tycon)
-    SynTy (TyConApp syn_tycon tys)
-         (instantiateTauTy (zipTyVarEnv tyvars tys) body)
+  = ASSERT( isSynTyCon syn_tycon )
+    ASSERT( length tyvars == length tys )
+    NoteTy (SynNote (TyConApp syn_tycon tys))
+          (substTy (mkTyVarSubst tyvars tys) body)
   where
     (tyvars, body) = getSynTyConDefn syn_tycon
 
-isSynTy (SynTy _ _) = True
-isSynTy other       = False
+deNoteType :: Type -> Type
+       -- 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
@@ -316,6 +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}
+
 
 
 ---------------------------------------------------------------------
@@ -323,92 +498,364 @@ interfaces.  Notably this plays a role in tcTySigs in TcBinds.lhs.
                                ~~~~~~~~
 
 \begin{code}
-mkForAllTy = ForAllTy
-
-mkForAllTys :: [GenTyVar flexi] -> GenType flexi -> GenType flexi
-mkForAllTys tyvars ty = foldr ForAllTy ty tyvars
-
-splitForAllTy_maybe :: GenType flexi -> Maybe (GenTyVar flexi, GenType flexi)
-splitForAllTy_maybe (SynTy _ ty)        = splitForAllTy_maybe ty
-splitForAllTy_maybe (ForAllTy tyvar ty) = Just(tyvar, ty)
-splitForAllTy_maybe _                  = Nothing
-
-isForAllTy :: GenType flexi -> Bool
-isForAllTy (SynTy _ ty)        = isForAllTy ty
-isForAllTy (ForAllTy tyvar ty) = True
-isForAllTy _                = False
+mkForAllTy :: TyVar -> Type -> Type
+mkForAllTy tyvar ty
+  = mkForAllTys [tyvar] ty
+
+mkForAllTys :: [TyVar] -> Type -> Type
+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 _ _) = 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 :: GenType flexi -> ([GenTyVar flexi], GenType flexi)
+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 (SynTy _ 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 now in CoreUtils)
 
-\begin{code}
-applyTy :: GenType flexi -> GenType flexi -> GenType flexi
-applyTy (SynTy _ fun)    arg = applyTy fun arg
-applyTy (ForAllTy tv ty) arg = instantiateTy (mkTyVarEnv [(tv,arg)]) ty
-applyTy other           arg = panic "applyTy"
+Applying a for-all to its arguments.  Lift usage annotation as required.
 
-applyTys :: GenType flexi -> [GenType flexi] -> GenType flexi
+\begin{code}
+applyTy :: Type -> Type -> Type
+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               []         = instantiateTy (mkTyVarEnv env) ty
-   go env (SynTy _ 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 :: GenType flexi -> Bool
-isTauTy (TyVarTy v)      = True
+isTauTy :: Type -> Bool
+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 (SynTy _ 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, [GenType flexi])] -> GenType flexi -> GenType flexi
-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 :: GenType flexi -> ([(Class, [GenType flexi])], GenType flexi)
+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 (SynTy _ 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 :: GenType flexi -> ([GenTyVar flexi], [(Class, [GenType flexi])], GenType flexi)
+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
@@ -416,6 +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}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -427,14 +887,30 @@ splitSigmaTy ty =
                Finding the kind of a type
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-typeKind :: GenType flexi -> Kind
-
-typeKind (TyVarTy tyvar)       = tyVarKind tyvar
-typeKind (TyConApp tycon tys)  = foldr (\_ k -> resultKind k) (tyConKind tycon) tys
-typeKind (SynTy _ ty)          = typeKind ty
-typeKind (FunTy fun arg)       = mkBoxedTypeKind
-typeKind (AppTy fun arg)       = resultKind (typeKind fun)
-typeKind (ForAllTy _ _)                = mkBoxedTypeKind
+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 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}
 
 
@@ -442,226 +918,241 @@ typeKind (ForAllTy _ _)         = mkBoxedTypeKind
                Free variables of a type
                ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-tyVarsOfType :: GenType flexi -> GenTyVarSet flexi
 
-tyVarsOfType (TyVarTy tv)              = unitTyVarSet tv
+tyVarsOfType :: Type -> TyVarSet
+tyVarsOfType (TyVarTy tv)              = unitVarSet tv
 tyVarsOfType (TyConApp tycon tys)      = tyVarsOfTypes tys
-tyVarsOfType (SynTy ty1 ty2)           = tyVarsOfType ty1
-tyVarsOfType (FunTy arg res)           = tyVarsOfType arg `unionTyVarSets` tyVarsOfType res
-tyVarsOfType (AppTy fun arg)           = tyVarsOfType fun `unionTyVarSets` tyVarsOfType arg
-tyVarsOfType (ForAllTy tyvar ty)       = tyVarsOfType ty `minusTyVarSet` unitTyVarSet tyvar
+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
 
-tyVarsOfTypes :: [GenType flexi] -> GenTyVarSet flexi
-tyVarsOfTypes tys = foldr (unionTyVarSets.tyVarsOfType) emptyTyVarSet 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
 
 -- Find the free names of a type, including the type constructors and classes it mentions
-namesOfType :: GenType flexi -> NameSet
+namesOfType :: Type -> NameSet
 namesOfType (TyVarTy tv)               = unitNameSet (getName tv)
 namesOfType (TyConApp tycon tys)       = unitNameSet (getName tycon) `unionNameSets`
                                          namesOfTypes tys
-namesOfType (SynTy ty1 ty2)            = namesOfType ty1
+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
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Get a list of usage annotations of a type, *in left-to-right pre-order*.
+
+\begin{code}
+usageAnnOfType :: Type -> [Type]
+usageAnnOfType ty
+  = goS ty
+  where
+    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}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Instantiating a type}
+\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   :: TyVarEnv (GenType flexi)  -> GenType flexi  -> GenType flexi
-instantiateTauTy :: TyVarEnv (GenType flexi2) -> GenType flexi1 -> GenType flexi2
-
-
--- instantiateTy 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.
-
-instantiateTy tenv ty
-  | isEmptyTyVarEnv tenv
-  = ty
+tidyTyVar :: TidyEnv -> TyVar -> (TidyEnv, TyVar)
+tidyTyVar env@(tidy_env, subst) tyvar
+  = case lookupVarEnv subst tyvar of
 
-  | otherwise
-  = go tenv ty
+       Just tyvar' ->  -- Already substituted
+               (env, tyvar')
+
+       Nothing ->      -- Make a new nice name for it
+
+               case tidyOccName tidy_env (getOccName name) of
+                   (tidy', occ') ->    -- New occname reqd
+                               ((tidy', subst'), tyvar')
+                             where
+                               subst' = extendVarEnv subst tyvar tyvar'
+                               tyvar' = setTyVarName tyvar name'
+                               name'  = mkLocalName (getUnique name) occ' noSrcLoc
+                                       -- Note: make a *user* tyvar, so it printes nicely
+                                       -- Could extract src loc, but no need.
   where
-    go tenv ty@(TyVarTy tv)   = case (lookupTyVarEnv tenv tv) of
-                                     Nothing -> ty
-                                     Just ty -> ty
-    go tenv (TyConApp tc tys) = TyConApp tc (map (go tenv) tys)
-    go tenv (SynTy ty1 ty2)   = SynTy (go tenv ty1) (go tenv ty2)
-    go tenv (FunTy arg res)   = FunTy (go tenv arg) (go tenv res)
-    go tenv (AppTy fun arg)   = mkAppTy (go tenv fun) (go tenv arg)
-    go tenv (ForAllTy tv ty)  = ForAllTy tv (go tenv' ty)
+    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
+  where
+    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 (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
-                               tenv' = case lookupTyVarEnv tenv tv of
-                                           Nothing -> tenv
-                                           Just _  -> delFromTyVarEnv tenv tv
+                               (envp, tvp) = tidyTyVar env tv
+    go (UsageTy u ty)      = (UsageTy SAPPLY (go u)) SAPPLY (go ty)
 
--- 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
+    go_note (SynNote ty)        = SynNote SAPPLY (go ty)
+    go_note note@(FTVNote ftvs) = note -- No need to tidy the free tyvars
 
-instantiateTauTy tenv ty = applyToTyVars lookup ty
-                         where
-                           lookup tv = case lookupTyVarEnv tenv tv of
-                                          Just ty -> ty  -- Must succeed
+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}
 
-instantiateThetaTy :: TyVarEnv Type -> ThetaType -> ThetaType
-instantiateThetaTy tenv theta
- = [(clas, map (instantiateTauTy tenv) tys) | (clas, tys) <- theta]
 
-applyToTyVars :: (GenTyVar flexi1 -> GenType flexi2)
-              -> GenType flexi1
-              -> GenType flexi2
-applyToTyVars f ty = go ty
+@tidyOpenType@ grabs the free type variables, tidies them
+and then uses @tidyType@ to work over the type itself
+
+\begin{code}
+tidyOpenType :: TidyEnv -> Type -> (TidyEnv, Type)
+tidyOpenType env ty
+  = (env', tidyType env' ty)
   where
-    go (TyVarTy tv)      = f tv
-    go (TyConApp tc tys) = TyConApp tc (map go tys)
-    go (SynTy ty1 ty2)  = SynTy (go ty1) (go ty2)
-    go (FunTy arg res)  = FunTy (go arg) (go res)
-    go (AppTy fun arg)  = mkAppTy (go fun) (go arg)
-    go (ForAllTy tv ty)  = panic "instantiateTauTy"
+    env' = tidyFreeTyVars env (tyVarsOfType ty)
+
+tidyOpenTypes :: TidyEnv -> [Type] -> (TidyEnv, [Type])
+tidyOpenTypes env tys = mapAccumL tidyOpenType env tys
+
+tidyTopType :: Type -> Type
+tidyTopType ty = tidyType emptyTidyEnv ty
 \end{code}
 
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Boxedness and pointedness}
+\subsection{Liftedness}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-A type is
-       *unboxed*       iff its representation is other than a pointer
-                       Unboxed types cannot instantiate a type variable
-                       Unboxed types are always unpointed.
-
-       *unpointed*     iff it can't be a thunk, and cannot have value bottom
-                       An unpointed type may or may not be unboxed.
-                               (E.g. Array# is unpointed, but boxed.)
-                       An unpointed type *can* instantiate a type variable,
-                       provided it is boxed.
-
-       *primitive*     iff it is a built-in type that can't be expressed
-                               in Haskell
-
-Currently, all primitive types are unpointed, but that's not necessarily
-the case.  (E.g. Int could be primitive.)
-
 \begin{code}
-isUnboxedType :: Type -> Bool
-isUnboxedType ty = case typePrimRep ty of
-                       PtrRep -> False
-                       other  -> True
-
--- Danger!  Currently the unpointed types are precisely
--- the primitive ones, but that might not always be the case
-isUnpointedType :: Type -> Bool
-isUnpointedType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
-                          Just (tc, ty_args) -> isPrimTyCon tc
+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 (UsageTy _ ty)  = isUnLiftedType ty
+isUnLiftedType other           = False
+
+isUnboxedTupleType :: Type -> Bool
+isUnboxedTupleType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                          Just (tc, ty_args) -> isUnboxedTupleTyCon tc
                           other              -> False
 
-typePrimRep :: Type -> PrimRep
-typePrimRep ty = case splitTyConApp_maybe ty of
-                  Just (tc, ty_args) -> tyConPrimRep tc
-                  other              -> PtrRep
+-- Should only be applied to *types*; hence the assert
+isAlgType :: Type -> Bool
+isAlgType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just (tc, ty_args) -> ASSERT( length ty_args == tyConArity tc )
+                                             isAlgTyCon tc
+                       other              -> False
+
+-- Should only be applied to *types*; hence the assert
+isDataType :: Type -> Bool
+isDataType ty = case splitTyConApp_maybe ty of
+                       Just (tc, ty_args) -> ASSERT( length ty_args == tyConArity tc )
+                                             isDataTyCon tc
+                       other              -> False
+
+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{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 Bool                        -- Template
-       -> GenType flexi                        -- Proposed instance of template
-       -> Maybe (TyVarEnv (GenType flexi))     -- Matching substitution
-                                       
-
-matchTys :: [GenType Bool]                     -- Templates
-        -> [GenType flexi]                     -- Proposed instance of template
-        -> Maybe (TyVarEnv (GenType flexi),    -- Matching substitution
-                  [GenType flexi])             -- Left over instance types
-
-matchTy  ty1  ty2  = match      ty1  ty2  (\s  -> Just s)  emptyTyVarEnv
-matchTys tys1 tys2 = match_list tys1 tys2 (\pr -> Just pr) emptyTyVarEnv
+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}
 
-@match@ is the main function.
-
-\begin{code}
-match :: GenType Bool -> GenType flexi                 -- Current match pair
-      -> (TyVarEnv (GenType flexi) -> Maybe result)    -- Continuation
-      -> TyVarEnv (GenType flexi)                      -- Current substitution
-      -> Maybe result
-
--- When matching against a type variable, see if the variable
--- has already been bound.  If so, check that what it's bound to
--- is the same as ty; if not, bind it and carry on.
-
-match (TyVarTy v) ty k = \s -> if tyVarFlexi v then
-                                     -- v is a template variable
-                                     case lookupTyVarEnv s v of
-                                      Nothing  -> k (addToTyVarEnv s v ty)
-                                      Just ty' | ty' == ty -> k s      -- Succeeds
-                                               | otherwise -> Nothing  -- Fails
-                               else
-                                     -- v is not a template variable; ty had better match
-                                     -- Can't use (==) because types differ
-                                     case ty of
-                                       TyVarTy v' | uniqueOf v == uniqueOf v'
-                                                  -> k s       -- Success
-                                       other      -> Nothing   -- Failure
-
-match (FunTy arg1 res1)   (FunTy arg2 res2)   k = match arg1 arg2 (match res1 res2 k)
-match (AppTy fun1 arg1)   (AppTy fun2 arg2)   k = match fun1 fun2 (match arg1 arg2 k)
-match (TyConApp tc1 tys1) (TyConApp tc2 tys2) k | tc1 == tc2
-                                               = match_list tys1 tys2 ( \(s,tys2') ->
-                                                 if null tys2' then 
-                                                       k s     -- Succeed
-                                                 else
-                                                       Nothing -- Fail 
-                                                 )
-
-       -- 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)
-match (SynTy _ ty1) ty2           k = match ty1 ty2 k
-match ty1          (SynTy _ ty2) k = match ty1 ty2 k
-
--- Catch-all fails
-match _ _ _ = \s -> Nothing
-
-match_list []         tys2       k = \s -> k (s, tys2)
-match_list (ty1:tys1) []         k = \s -> Nothing     -- Not enough arg tys => failure
-match_list (ty1:tys1) (ty2:tys2) k = match ty1 ty2 (match_list tys1 tys2 k)
-\end{code}
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -669,114 +1160,78 @@ match_list (ty1:tys1) (ty2:tys2) k = match ty1 ty2 (match_list tys1 tys2 k)
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-For the moment at least, type comparisons don't work if 
-there are embedded for-alls.
 
 \begin{code}
-instance Eq (GenType flexi) where
-  ty1 == ty2 = case ty1 `cmpTy` ty2 of { EQ -> True; other -> False }
+instance Eq Type where
+  ty1 == ty2 = case ty1 `compare` ty2 of { EQ -> True; other -> False }
 
-instance Ord (GenType flexi) where
-  compare ty1 ty2 = cmpTy ty1 ty2
+instance Ord Type where
+  compare ty1 ty2 = cmpTy emptyVarEnv ty1 ty2
 
-cmpTy :: GenType flexi -> GenType flexi -> Ordering
-cmpTy ty1 ty2
-  = cmp emptyTyVarEnv 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 lookupTyVarEnv env tv1 of
-                         Just tv2 -> tv2
-                         Nothing  -> tv1
 
-    -- Get rid of SynTy
-    cmp env (SynTy _ ty1) ty2 = cmp env ty1 ty2
-    cmp env ty1 (SynTy _ ty2) = cmp env ty1 ty2
-    
+    -- Get rid of NoteTy
+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 (addToTyVarEnv env tv1 tv2) t1 t2
-    
-    -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy
-    cmp env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
+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
     
-    cmp env (FunTy _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (FunTy _ _) (AppTy _ _) = GT
+    -- Deal with the rest: TyVarTy < AppTy < FunTy < TyConApp < ForAllTy < UsageTy
+cmpTy env (AppTy _ _) (TyVarTy _) = GT
     
-    cmp env (TyConApp _ _) (TyVarTy _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (AppTy _ _) = GT
-    cmp env (TyConApp _ _) (FunTy _ _) = GT
+cmpTy env (FunTy _ _) (TyVarTy _) = GT
+cmpTy env (FunTy _ _) (AppTy _ _) = GT
     
-    cmp env (ForAllTy _ _) other       = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (TyVarTy _) = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (AppTy _ _) = GT
+cmpTy env (TyConApp _ _) (FunTy _ _) = GT
     
-    cmp env _ _                               = LT
-
-    cmps env []     [] = EQ
-    cmps env (t:ts) [] = GT
-    cmps env [] (t:ts) = LT
-    cmps env (t1:t1s) (t2:t2s) = cmp env t1 t2 `thenCmp` cmps env t1s t2s
-\end{code}
+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
+    
+cmpTy env _ _                       = LT
 
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Grime}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-
+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}
-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 splitTyConApp_maybe ty of
-       Nothing -> if maybeToBool (splitFunTy_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...
+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}