[project @ 2001-11-26 09:22:05 by simonpj]
authorsimonpj <unknown>
Mon, 26 Nov 2001 09:22:05 +0000 (09:22 +0000)
committersimonpj <unknown>
Mon, 26 Nov 2001 09:22:05 +0000 (09:22 +0000)
Add missing files for Rank-N commit

ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot [new file with mode: 0644]
ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot-5 [new file with mode: 0644]
ghc/compiler/typecheck/TcUnify.lhs [new file with mode: 0644]

diff --git a/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot b/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e7b21a2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+_interface_ TcUnify 1
+_exports_
+TcUnify unifyTauTy;
+_declarations_
+1 unifyTauTy _:_ TcType.TcTauType -> TcType.TcTauType -> TcMonad.TcM () ;;
+
+
diff --git a/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot-5 b/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.hi-boot-5
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ad561d2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+-- This boot file exists only to tie the knot between
+--             TcUnify and TcSimplify
+
+__interface TcUnify 1 0 where
+__export TcUnify unifyTauTy ;
+1 unifyTauTy :: TcType.TcTauType -> TcType.TcTauType -> TcMonad.TcM () ;
+
+
diff --git a/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.lhs b/ghc/compiler/typecheck/TcUnify.lhs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4cdab86
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1122 @@
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
+%
+\section{Type subsumption and unification}
+
+\begin{code}
+module TcUnify (
+       -- Full-blown subsumption
+  tcSub, tcGen, subFunTy,
+  checkSigTyVars, sigCtxt, sigPatCtxt,
+
+       -- Various unifications
+  unifyTauTy, unifyTauTyList, unifyTauTyLists, 
+  unifyFunTy, unifyListTy, unifyTupleTy,
+  unifyKind, unifyKinds, unifyOpenTypeKind,
+
+       -- Coercions
+  Coercion, ExprCoFn, PatCoFn, 
+  (<$>), (<.>), mkCoercion, 
+  idCoercion, isIdCoercion
+
+  ) where
+
+#include "HsVersions.h"
+
+
+import HsSyn           ( HsExpr(..) )
+import TcHsSyn         ( TypecheckedHsExpr, TcPat, 
+                         mkHsDictApp, mkHsTyApp, mkHsLet )
+import TypeRep         ( Type(..), SourceType(..),
+                         openKindCon, typeCon )
+
+import TcMonad          -- TcType, amongst others
+import TcType          ( TcKind, TcType, TcSigmaType, TcPhiType, TcTyVar, TcTauType,
+                         TcTyVarSet, TcThetaType,
+                         isTauTy, isSigmaTy, 
+                         tcSplitAppTy_maybe, tcSplitTyConApp_maybe, 
+                         tcGetTyVar_maybe, tcGetTyVar, 
+                         mkTyConApp, mkTyVarTys, mkFunTy, tyVarsOfType, mkRhoTy,
+                         typeKind, tcSplitFunTy_maybe, mkForAllTys,
+                         isHoleTyVar, isSkolemTyVar, isUserTyVar, allDistinctTyVars, 
+                         tidyOpenType, tidyOpenTypes, tidyOpenTyVar, tidyOpenTyVars,
+                         eqKind, openTypeKind, liftedTypeKind, unliftedTypeKind, isTypeKind,
+                         hasMoreBoxityInfo, tyVarBindingInfo
+                       )
+import qualified Type  ( getTyVar_maybe )
+import Inst            ( LIE, emptyLIE, plusLIE, mkLIE, 
+                         newDicts, instToId
+                       )
+import TcMType         ( getTcTyVar, putTcTyVar, tcInstType, 
+                         newTyVarTy, newTyVarTys, newBoxityVar, newHoleTyVarTy,
+                         zonkTcType, zonkTcTyVars, zonkTcTyVar )
+import TcSimplify      ( tcSimplifyCheck )
+import TysWiredIn      ( listTyCon, mkListTy, mkTupleTy )
+import TcEnv           ( TcTyThing(..), tcExtendGlobalTyVars, tcGetGlobalTyVars, tcLEnvElts )
+import TyCon           ( tyConArity, isTupleTyCon, tupleTyConBoxity )
+import PprType         ( pprType )
+import CoreFVs         ( idFreeTyVars )
+import Id              ( mkSysLocal, idType )
+import Var             ( Var, varName, tyVarKind )
+import VarSet          ( elemVarSet, varSetElems )
+import VarEnv
+import Name            ( isSystemName, getSrcLoc )
+import ErrUtils                ( Message )
+import BasicTypes      ( Boxity, Arity, isBoxed )
+import Util            ( isSingleton, equalLength )
+import Maybe           ( isNothing )
+import Outputable
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Subsumption}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcSub :: TcSigmaType           -- expected_ty; can be a type scheme;
+                               --              can be a "hole" type variable
+      -> TcSigmaType           -- actual_ty; can be a type scheme
+      -> TcM (ExprCoFn, LIE)
+\end{code}
+
+(tcSub expected_ty actual_ty) checks that 
+       actual_ty <= expected_ty
+That is, that a value of type actual_ty is acceptable in
+a place expecting a value of type expected_ty.
+
+It returns a coercion function 
+       co_fn :: actual_ty -> expected_ty
+which takes an HsExpr of type actual_ty into one of type
+expected_ty.
+
+\begin{code}
+tcSub expected_ty actual_ty
+  = traceTc (text "tcSub" <+> details)         `thenNF_Tc_`
+    tcAddErrCtxtM (unifyCtxt "type" expected_ty actual_ty)
+                 (tc_sub expected_ty expected_ty actual_ty actual_ty)
+  where
+    details = vcat [text "Expected:" <+> ppr expected_ty,
+                   text "Actual:  " <+> ppr actual_ty]
+\end{code}
+
+tc_sub carries the types before and after expanding type synonyms
+
+\begin{code}
+tc_sub :: TcSigmaType          -- expected_ty, before expanding synonyms
+       -> TcSigmaType          --              ..and after
+       -> TcSigmaType          -- actual_ty, before
+       -> TcSigmaType          --              ..and after
+       -> TcM (ExprCoFn, LIE)
+
+-----------------------------------
+-- Expand synonyms
+tc_sub exp_sty (NoteTy _ exp_ty) act_sty act_ty = tc_sub exp_sty exp_ty act_sty act_ty
+tc_sub exp_sty exp_ty act_sty (NoteTy _ act_ty) = tc_sub exp_sty exp_ty act_sty act_ty
+
+-----------------------------------
+-- "Hole type variable" case
+-- Do this case before unwrapping for-alls in the actual_ty
+
+tc_sub _ (TyVarTy tv) act_sty act_ty
+  | isHoleTyVar tv
+  =    -- It's a "hole" type variable
+    getTcTyVar tv      `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+
+       Just ty ->      -- Already been assigned
+                   tc_sub ty ty act_sty act_ty ;
+
+       Nothing ->      -- Assign it
+                   putTcTyVar tv act_sty               `thenNF_Tc_`
+                   returnTc (idCoercion, emptyLIE)
+
+
+-----------------------------------
+-- Generalisation case
+--     actual_ty:   d:Eq b => b->b
+--     expected_ty: forall a. Ord a => a->a
+--     co_fn e      /\a. \d2:Ord a. let d = eqFromOrd d2 in e
+
+-- It is essential to do this *before* the specialisation case
+-- Example:  f :: (Eq a => a->a) -> ...
+--          g :: Ord b => b->b
+-- Consider  f g !
+
+tc_sub exp_sty expected_ty act_sty actual_ty
+  | isSigmaTy expected_ty
+  = tcGen expected_ty (
+       \ body_exp_ty -> tc_sub body_exp_ty body_exp_ty act_sty actual_ty
+    )                          `thenTc` \ (gen_fn, co_fn, lie) ->
+    returnTc (gen_fn <.> co_fn, lie)
+
+-----------------------------------
+-- Specialisation case:
+--     actual_ty:   forall a. Ord a => a->a
+--     expected_ty: Int -> Int
+--     co_fn e =    e Int dOrdInt
+
+tc_sub exp_sty expected_ty act_sty actual_ty
+  | isSigmaTy actual_ty
+  = tcInstType actual_ty       `thenNF_Tc` \ (tvs, theta, body_ty) ->
+    newDicts orig theta                `thenNF_Tc` \ dicts ->
+    let
+       inst_fn e = mkHsDictApp (mkHsTyApp e (mkTyVarTys tvs))
+                               (map instToId dicts)
+    in
+    tc_sub exp_sty expected_ty body_ty body_ty `thenTc` \ (co_fn, lie) ->
+    returnTc (co_fn <.> mkCoercion inst_fn, lie `plusLIE` mkLIE dicts)
+  where
+    orig = Rank2Origin
+
+-----------------------------------
+-- Function case
+
+tc_sub _ (FunTy exp_arg exp_res) _ (FunTy act_arg act_res)
+  = tcSub_fun exp_arg exp_res act_arg act_res
+
+-----------------------------------
+-- Type variable meets function: imitate
+
+-- MARK: can we short-cut to an error case?
+--      when the arg/res is not a tau-type?
+-- NO!  e.g.   f :: ((forall a. a->a) -> Int) -> Int
+--     then   x = (f,f)
+--     is perfectly fine!
+
+tc_sub exp_sty exp_ty@(FunTy exp_arg exp_res) _ (TyVarTy tv)
+  = getTcTyVar tv      `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty -> tc_sub exp_sty exp_ty ty ty
+       Nothing -> imitateFun tv        `thenNF_Tc` \ (act_arg, act_res) ->
+                  tcSub_fun exp_arg exp_res act_arg act_res
+
+tc_sub _ (TyVarTy tv) act_sty act_ty@(FunTy act_arg act_res)
+  = getTcTyVar tv      `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty -> tc_sub ty ty act_sty act_ty
+       Nothing -> imitateFun tv        `thenNF_Tc` \ (exp_arg, exp_res) ->
+                  tcSub_fun exp_arg exp_res act_arg act_res
+
+-----------------------------------
+-- Unification case
+-- If none of the above match, we revert to the plain unifier
+tc_sub exp_sty expected_ty act_sty actual_ty
+  = uTys exp_sty expected_ty act_sty actual_ty `thenTc_`
+    returnTc (idCoercion, emptyLIE)
+\end{code}    
+    
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Functions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcSub_fun exp_arg exp_res act_arg act_res
+  = tcSub act_arg exp_arg      `thenTc` \ (co_fn_arg, lie1) ->
+    tcSub exp_res act_res      `thenTc` \ (co_fn_res, lie2) ->
+    tcGetUnique                        `thenNF_Tc` \ uniq ->
+    let
+       -- co_fn_arg :: HsExpr exp_arg -> HsExpr act_arg
+       -- co_fn_res :: HsExpr act_res -> HsExpr exp_res
+       -- co_fn     :: HsExpr (act_arg -> act_res) -> HsExpr (exp_arg -> exp_res)
+       arg_id = mkSysLocal SLIT("sub") uniq exp_arg
+       coercion | isIdCoercion co_fn_arg,
+                  isIdCoercion co_fn_res = idCoercion
+                | otherwise              = mkCoercion co_fn
+
+       co_fn e = DictLam [arg_id] 
+                    (co_fn_res <$> (HsApp e (co_fn_arg <$> (HsVar arg_id))))
+               -- Slight hack; using a "DictLam" to get an ordinary simple lambda
+               --      HsVar arg_id :: HsExpr exp_arg
+               --      co_fn_arg $it :: HsExpr act_arg
+               --      HsApp e $it   :: HsExpr act_res
+               --      co_fn_res $it :: HsExpr exp_res
+    in
+    returnTc (coercion, lie1 `plusLIE` lie2)
+
+imitateFun :: TcTyVar -> NF_TcM (TcType, TcType)
+imitateFun tv
+  = ASSERT( not (isHoleTyVar tv) )
+    newTyVarTy openTypeKind            `thenNF_Tc` \ arg ->
+    newTyVarTy openTypeKind            `thenNF_Tc` \ res ->
+       -- NB: tv is an *ordinary* tyvar and so are the new ones
+    putTcTyVar tv (mkFunTy arg res)    `thenNF_Tc_`
+    returnNF_Tc (arg,res)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Generalisation}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+tcGen :: TcSigmaType                           -- expected_ty
+      -> (TcPhiType -> TcM (result, LIE))      -- spec_ty
+      -> TcM (ExprCoFn, result, LIE)
+       -- The expression has type: spec_ty -> expected_ty
+
+tcGen expected_ty thing_inside -- We expect expected_ty to be a forall-type
+                               -- If not, the call is a no-op
+  = tcInstType expected_ty             `thenNF_Tc` \ (forall_tvs, theta, phi_ty) ->
+
+       -- Type-check the arg and unify with poly type
+    thing_inside phi_ty                `thenTc` \ (result, lie) ->
+
+       -- Check that the "forall_tvs" havn't been constrained
+       -- The interesting bit here is that we must include the free variables
+       -- of the expected_ty.  Here's an example:
+       --       runST (newVar True)
+       -- Here, if we don't make a check, we'll get a type (ST s (MutVar s Bool))
+       -- for (newVar True), with s fresh.  Then we unify with the runST's arg type
+       -- forall s'. ST s' a. That unifies s' with s, and a with MutVar s Bool.
+       -- So now s' isn't unconstrained because it's linked to a.
+       -- Conclusion: include the free vars of the expected_ty in the
+       -- list of "free vars" for the signature check.
+
+    tcExtendGlobalTyVars free_tvs                              $
+    tcAddErrCtxtM (sigCtxt forall_tvs theta phi_ty)    $
+
+    newDicts SignatureOrigin theta                     `thenNF_Tc` \ dicts ->
+    tcSimplifyCheck sig_msg forall_tvs dicts lie       `thenTc` \ (free_lie, inst_binds) ->
+    checkSigTyVars forall_tvs free_tvs                 `thenTc` \ zonked_tvs ->
+
+    let
+           -- This HsLet binds any Insts which came out of the simplification.
+           -- It's a bit out of place here, but using AbsBind involves inventing
+           -- a couple of new names which seems worse.
+       dict_ids = map instToId dicts
+       co_fn e  = TyLam zonked_tvs (DictLam dict_ids (mkHsLet inst_binds e))
+    in
+    returnTc (mkCoercion co_fn, result, free_lie)
+  where
+    free_tvs = tyVarsOfType expected_ty
+    sig_msg  = ptext SLIT("When generalising the type of an expression")
+\end{code}    
+
+    
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Coercion functions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+type Coercion a = Maybe (a -> a)
+       -- Nothing => identity fn
+
+type ExprCoFn = Coercion TypecheckedHsExpr
+type PatCoFn  = Coercion TcPat
+
+(<.>) :: Coercion a -> Coercion a -> Coercion a        -- Composition
+Nothing <.> Nothing = Nothing
+Nothing <.> Just f  = Just f
+Just f  <.> Nothing = Just f
+Just f1 <.> Just f2 = Just (f1 . f2)
+
+(<$>) :: Coercion a -> a -> a
+Just f  <$> e = f e
+Nothing <$> e = e
+
+mkCoercion :: (a -> a) -> Coercion a
+mkCoercion f = Just f
+
+idCoercion :: Coercion a
+idCoercion = Nothing
+
+isIdCoercion :: Coercion a -> Bool
+isIdCoercion = isNothing
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Unify-exported]{Exported unification functions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+The exported functions are all defined as versions of some
+non-exported generic functions.
+
+Unify two @TauType@s.  Dead straightforward.
+
+\begin{code}
+unifyTauTy :: TcTauType -> TcTauType -> TcM ()
+unifyTauTy ty1 ty2     -- ty1 expected, ty2 inferred
+  =    -- The unifier should only ever see tau-types 
+       -- (no quantification whatsoever)
+    ASSERT2( isTauTy ty1, ppr ty1 )
+    ASSERT2( isTauTy ty2, ppr ty2 )
+    tcAddErrCtxtM (unifyCtxt "type" ty1 ty2) $
+    uTys ty1 ty1 ty2 ty2
+\end{code}
+
+@unifyTauTyList@ unifies corresponding elements of two lists of
+@TauType@s.  It uses @uTys@ to do the real work.  The lists should be
+of equal length.  We charge down the list explicitly so that we can
+complain if their lengths differ.
+
+\begin{code}
+unifyTauTyLists :: [TcTauType] -> [TcTauType] ->  TcM ()
+unifyTauTyLists []          []         = returnTc ()
+unifyTauTyLists (ty1:tys1) (ty2:tys2) = uTys ty1 ty1 ty2 ty2   `thenTc_`
+                                       unifyTauTyLists tys1 tys2
+unifyTauTyLists ty1s ty2s = panic "Unify.unifyTauTyLists: mismatched type lists!"
+\end{code}
+
+@unifyTauTyList@ takes a single list of @TauType@s and unifies them
+all together.  It is used, for example, when typechecking explicit
+lists, when all the elts should be of the same type.
+
+\begin{code}
+unifyTauTyList :: [TcTauType] -> TcM ()
+unifyTauTyList []               = returnTc ()
+unifyTauTyList [ty]             = returnTc ()
+unifyTauTyList (ty1:tys@(ty2:_)) = unifyTauTy ty1 ty2  `thenTc_`
+                                  unifyTauTyList tys
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Unify-uTys]{@uTys@: getting down to business}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@uTys@ is the heart of the unifier.  Each arg happens twice, because
+we want to report errors in terms of synomyms if poss.  The first of
+the pair is used in error messages only; it is always the same as the
+second, except that if the first is a synonym then the second may be a
+de-synonym'd version.  This way we get better error messages.
+
+We call the first one \tr{ps_ty1}, \tr{ps_ty2} for ``possible synomym''.
+
+\begin{code}
+uTys :: TcTauType -> TcTauType -- Error reporting ty1 and real ty1
+                               -- ty1 is the *expected* type
+
+     -> TcTauType -> TcTauType -- Error reporting ty2 and real ty2
+                               -- ty2 is the *actual* type
+     -> TcM ()
+
+       -- Always expand synonyms (see notes at end)
+        -- (this also throws away FTVs)
+uTys ps_ty1 (NoteTy n1 ty1) ps_ty2 ty2 = uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 ty2
+uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 (NoteTy n2 ty2) = uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 ty2
+
+       -- Ignore usage annotations inside typechecker
+uTys ps_ty1 (UsageTy _ ty1) ps_ty2 ty2 = uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 ty2
+uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 (UsageTy _ ty2) = uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 ty2
+
+       -- Variables; go for uVar
+uTys ps_ty1 (TyVarTy tyvar1) ps_ty2 ty2 = uVar False tyvar1 ps_ty2 ty2
+uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 (TyVarTy tyvar2) = uVar True  tyvar2 ps_ty1 ty1
+                                       -- "True" means args swapped
+
+       -- Predicates
+uTys _ (SourceTy (IParam n1 t1)) _ (SourceTy (IParam n2 t2))
+  | n1 == n2 = uTys t1 t1 t2 t2
+uTys _ (SourceTy (ClassP c1 tys1)) _ (SourceTy (ClassP c2 tys2))
+  | c1 == c2 = unifyTauTyLists tys1 tys2
+uTys _ (SourceTy (NType tc1 tys1)) _ (SourceTy (NType tc2 tys2))
+  | tc1 == tc2 = unifyTauTyLists tys1 tys2
+
+       -- Functions; just check the two parts
+uTys _ (FunTy fun1 arg1) _ (FunTy fun2 arg2)
+  = uTys fun1 fun1 fun2 fun2   `thenTc_`    uTys arg1 arg1 arg2 arg2
+
+       -- Type constructors must match
+uTys ps_ty1 (TyConApp con1 tys1) ps_ty2 (TyConApp con2 tys2)
+  | con1 == con2 && equalLength tys1 tys2
+  = unifyTauTyLists tys1 tys2
+
+  | con1 == openKindCon
+       -- When we are doing kind checking, we might match a kind '?' 
+       -- against a kind '*' or '#'.  Notably, CCallable :: ? -> *, and
+       -- (CCallable Int) and (CCallable Int#) are both OK
+  = unifyOpenTypeKind ps_ty2
+
+       -- Applications need a bit of care!
+       -- They can match FunTy and TyConApp, so use splitAppTy_maybe
+       -- NB: we've already dealt with type variables and Notes,
+       -- so if one type is an App the other one jolly well better be too
+uTys ps_ty1 (AppTy s1 t1) ps_ty2 ty2
+  = case tcSplitAppTy_maybe ty2 of
+       Just (s2,t2) -> uTys s1 s1 s2 s2        `thenTc_`    uTys t1 t1 t2 t2
+       Nothing      -> unifyMisMatch ps_ty1 ps_ty2
+
+       -- Now the same, but the other way round
+       -- Don't swap the types, because the error messages get worse
+uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 (AppTy s2 t2)
+  = case tcSplitAppTy_maybe ty1 of
+       Just (s1,t1) -> uTys s1 s1 s2 s2        `thenTc_`    uTys t1 t1 t2 t2
+       Nothing      -> unifyMisMatch ps_ty1 ps_ty2
+
+       -- Not expecting for-alls in unification
+       -- ... but the error message from the unifyMisMatch more informative
+       -- than a panic message!
+
+       -- Anything else fails
+uTys ps_ty1 ty1 ps_ty2 ty2  = unifyMisMatch ps_ty1 ps_ty2
+\end{code}
+
+
+Notes on synonyms
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+If you are tempted to make a short cut on synonyms, as in this
+pseudocode...
+
+\begin{verbatim}
+-- NO  uTys (SynTy con1 args1 ty1) (SynTy con2 args2 ty2)
+-- NO     = if (con1 == con2) then
+-- NO  -- Good news!  Same synonym constructors, so we can shortcut
+-- NO  -- by unifying their arguments and ignoring their expansions.
+-- NO  unifyTauTypeLists args1 args2
+-- NO    else
+-- NO  -- Never mind.  Just expand them and try again
+-- NO  uTys ty1 ty2
+\end{verbatim}
+
+then THINK AGAIN.  Here is the whole story, as detected and reported
+by Chris Okasaki \tr{<Chris_Okasaki@loch.mess.cs.cmu.edu>}:
+\begin{quotation}
+Here's a test program that should detect the problem:
+
+\begin{verbatim}
+       type Bogus a = Int
+       x = (1 :: Bogus Char) :: Bogus Bool
+\end{verbatim}
+
+The problem with [the attempted shortcut code] is that
+\begin{verbatim}
+       con1 == con2
+\end{verbatim}
+is not a sufficient condition to be able to use the shortcut!
+You also need to know that the type synonym actually USES all
+its arguments.  For example, consider the following type synonym
+which does not use all its arguments.
+\begin{verbatim}
+       type Bogus a = Int
+\end{verbatim}
+
+If you ever tried unifying, say, \tr{Bogus Char} with \tr{Bogus Bool},
+the unifier would blithely try to unify \tr{Char} with \tr{Bool} and
+would fail, even though the expanded forms (both \tr{Int}) should
+match.
+
+Similarly, unifying \tr{Bogus Char} with \tr{Bogus t} would
+unnecessarily bind \tr{t} to \tr{Char}.
+
+... You could explicitly test for the problem synonyms and mark them
+somehow as needing expansion, perhaps also issuing a warning to the
+user.
+\end{quotation}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Unify-uVar]{@uVar@: unifying with a type variable}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@uVar@ is called when at least one of the types being unified is a
+variable.  It does {\em not} assume that the variable is a fixed point
+of the substitution; rather, notice that @uVar@ (defined below) nips
+back into @uTys@ if it turns out that the variable is already bound.
+
+\begin{code}
+uVar :: Bool           -- False => tyvar is the "expected"
+                       -- True  => ty    is the "expected" thing
+     -> TcTyVar
+     -> TcTauType -> TcTauType -- printing and real versions
+     -> TcM ()
+
+uVar swapped tv1 ps_ty2 ty2
+  = traceTc (text "uVar" <+> ppr swapped <+> ppr tv1 <+> (ppr ps_ty2 $$ ppr ty2))      `thenNF_Tc_`
+    getTcTyVar tv1     `thenNF_Tc` \ maybe_ty1 ->
+    case maybe_ty1 of
+       Just ty1 | swapped   -> uTys ps_ty2 ty2 ty1 ty1 -- Swap back
+                | otherwise -> uTys ty1 ty1 ps_ty2 ty2 -- Same order
+       other       -> uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ps_ty2 ty2
+
+       -- Expand synonyms; ignore FTVs
+uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ps_ty2 (NoteTy n2 ty2)
+  = uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ps_ty2 ty2
+
+
+       -- The both-type-variable case
+uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ps_ty2 ty2@(TyVarTy tv2)
+
+       -- Same type variable => no-op
+  | tv1 == tv2
+  = returnTc ()
+
+       -- Distinct type variables
+       -- ASSERT maybe_ty1 /= Just
+  | otherwise
+  = getTcTyVar tv2     `thenNF_Tc` \ maybe_ty2 ->
+    case maybe_ty2 of
+       Just ty2' -> uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ty2' ty2'
+
+       Nothing | update_tv2
+
+               -> WARN( not (k1 `hasMoreBoxityInfo` k2), (ppr tv1 <+> ppr k1) $$ (ppr tv2 <+> ppr k2) )
+                  putTcTyVar tv2 (TyVarTy tv1)         `thenNF_Tc_`
+                  returnTc ()
+               |  otherwise
+
+               -> WARN( not (k2 `hasMoreBoxityInfo` k1), (ppr tv2 <+> ppr k2) $$ (ppr tv1 <+> ppr k1) )
+                   putTcTyVar tv1 ps_ty2               `thenNF_Tc_`
+                  returnTc ()
+  where
+    k1 = tyVarKind tv1
+    k2 = tyVarKind tv2
+    update_tv2 = (k2 `eqKind` openTypeKind) || (not (k1 `eqKind` openTypeKind) && nicer_to_update_tv2)
+                       -- Try to get rid of open type variables as soon as poss
+
+    nicer_to_update_tv2 =  isUserTyVar tv1
+                               -- Don't unify a signature type variable if poss
+                       || isSystemName (varName tv2)
+                               -- Try to update sys-y type variables in preference to sig-y ones
+
+       -- Second one isn't a type variable
+uUnboundVar swapped tv1 maybe_ty1 ps_ty2 non_var_ty2
+  =    -- Check that tv1 isn't a type-signature type variable
+    checkTcM (not (isSkolemTyVar tv1))
+            (failWithTcM (unifyWithSigErr tv1 ps_ty2)) `thenTc_`
+
+       -- Check that the kinds match
+    zonkTcType ps_ty2                          `thenNF_Tc` \ ps_ty2' ->
+    checkKinds swapped tv1 ps_ty2'             `thenTc_`
+
+       -- Occurs check
+       -- Basically we want to update     tv1 := ps_ty2
+       -- because ps_ty2 has type-synonym info, which improves later error messages
+       -- 
+       -- But consider 
+       --      type A a = ()
+       --
+       --      f :: (A a -> a -> ()) -> ()
+       --      f = \ _ -> ()
+       --
+       --      x :: ()
+       --      x = f (\ x p -> p x)
+       --
+       -- In the application (p x), we try to match "t" with "A t".  If we go
+       -- ahead and bind t to A t (= ps_ty2), we'll lead the type checker into 
+       -- an infinite loop later.
+       -- But we should not reject the program, because A t = ().
+       -- Rather, we should bind t to () (= non_var_ty2).
+       -- 
+       -- That's why we have this two-state occurs-check
+    if not (tv1 `elemVarSet` tyVarsOfType ps_ty2') then
+       putTcTyVar tv1 ps_ty2'                          `thenNF_Tc_`
+       returnTc ()
+    else
+    zonkTcType non_var_ty2                             `thenNF_Tc` \ non_var_ty2' ->
+    if not (tv1 `elemVarSet` tyVarsOfType non_var_ty2') then
+       -- This branch rarely succeeds, except in strange cases
+       -- like that in the example above
+       putTcTyVar tv1 non_var_ty2'                     `thenNF_Tc_`
+       returnTc ()
+    else
+    failWithTcM (unifyOccurCheck tv1 ps_ty2')
+
+
+checkKinds swapped tv1 ty2
+-- We're about to unify a type variable tv1 with a non-tyvar-type ty2.
+-- ty2 has been zonked at this stage
+
+  | tk1 `eqKind` liftedTypeKind && tk2 `eqKind` unliftedTypeKind
+       -- Check that we don't unify a lifted type variable with an
+       -- unlifted type: e.g.  (id 3#) is illegal
+  = tcAddErrCtxtM (unifyKindCtxt swapped tv1 ty2)      $
+    unifyMisMatch k1 k2
+
+  | otherwise
+  =    -- Check that we aren't losing boxity info (shouldn't happen)
+    WARN (not (tk2 `hasMoreBoxityInfo` tk1),
+         (ppr tv1 <+> ppr tk1) $$ (ppr ty2 <+> ppr tk2))
+    returnTc ()
+  where
+    (k1,k2) | swapped   = (tk2,tk1)
+           | otherwise = (tk1,tk2)
+    tk1 = tyVarKind tv1
+    tk2 = typeKind ty2
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Unify-fun]{@unifyFunTy@}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@subFunTy@ and @unifyFunTy@ is used to avoid the fruitless 
+creation of type variables.
+
+* subFunTy is used when we might be faced with a "hole" type variable,
+  in which case we should create two new holes. 
+
+* unifyFunTy is used when we expect to encounter only "ordinary" 
+  type variables, so we should create new ordinary type variables
+
+\begin{code}
+subFunTy :: TcSigmaType                        -- Fail if ty isn't a function type
+        -> TcM (TcType, TcType)        -- otherwise return arg and result types
+subFunTy ty@(TyVarTy tyvar)
+  
+  = getTcTyVar tyvar   `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty -> subFunTy ty
+       Nothing | isHoleTyVar tyvar
+               -> newHoleTyVarTy       `thenNF_Tc` \ arg ->
+                  newHoleTyVarTy       `thenNF_Tc` \ res ->
+                  putTcTyVar tyvar (mkFunTy arg res)   `thenNF_Tc_` 
+                  returnTc (arg,res)
+               | otherwise 
+               -> unify_fun_ty_help ty
+
+subFunTy ty
+  = case tcSplitFunTy_maybe ty of
+       Just arg_and_res -> returnTc arg_and_res
+       Nothing          -> unify_fun_ty_help ty
+
+                
+unifyFunTy :: TcPhiType                        -- Fail if ty isn't a function type
+          -> TcM (TcType, TcType)      -- otherwise return arg and result types
+
+unifyFunTy ty@(TyVarTy tyvar)
+  = getTcTyVar tyvar   `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty' -> unifyFunTy ty'
+       Nothing  -> unify_fun_ty_help ty
+
+unifyFunTy ty
+  = case tcSplitFunTy_maybe ty of
+       Just arg_and_res -> returnTc arg_and_res
+       Nothing          -> unify_fun_ty_help ty
+
+unify_fun_ty_help ty   -- Special cases failed, so revert to ordinary unification
+  = newTyVarTy openTypeKind    `thenNF_Tc` \ arg ->
+    newTyVarTy openTypeKind    `thenNF_Tc` \ res ->
+    unifyTauTy ty (mkFunTy arg res)    `thenTc_`
+    returnTc (arg,res)
+\end{code}
+
+\begin{code}
+unifyListTy :: TcType              -- expected list type
+           -> TcM TcType      -- list element type
+
+unifyListTy ty@(TyVarTy tyvar)
+  = getTcTyVar tyvar   `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty' -> unifyListTy ty'
+       other    -> unify_list_ty_help ty
+
+unifyListTy ty
+  = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
+       Just (tycon, [arg_ty]) | tycon == listTyCon -> returnTc arg_ty
+       other                                       -> unify_list_ty_help ty
+
+unify_list_ty_help ty  -- Revert to ordinary unification
+  = newTyVarTy liftedTypeKind          `thenNF_Tc` \ elt_ty ->
+    unifyTauTy ty (mkListTy elt_ty)    `thenTc_`
+    returnTc elt_ty
+\end{code}
+
+\begin{code}
+unifyTupleTy :: Boxity -> Arity -> TcType -> TcM [TcType]
+unifyTupleTy boxity arity ty@(TyVarTy tyvar)
+  = getTcTyVar tyvar   `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty' -> unifyTupleTy boxity arity ty'
+       other    -> unify_tuple_ty_help boxity arity ty
+
+unifyTupleTy boxity arity ty
+  = case tcSplitTyConApp_maybe ty of
+       Just (tycon, arg_tys)
+               |  isTupleTyCon tycon 
+               && tyConArity tycon == arity
+               && tupleTyConBoxity tycon == boxity
+               -> returnTc arg_tys
+       other -> unify_tuple_ty_help boxity arity ty
+
+unify_tuple_ty_help boxity arity ty
+  = newTyVarTys arity kind                             `thenNF_Tc` \ arg_tys ->
+    unifyTauTy ty (mkTupleTy boxity arity arg_tys)     `thenTc_`
+    returnTc arg_tys
+  where
+    kind | isBoxed boxity = liftedTypeKind
+        | otherwise      = openTypeKind
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Kind unification}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+unifyKind :: TcKind                -- Expected
+         -> TcKind                 -- Actual
+         -> TcM ()
+unifyKind k1 k2 
+  = tcAddErrCtxtM (unifyCtxt "kind" k1 k2) $
+    uTys k1 k1 k2 k2
+
+unifyKinds :: [TcKind] -> [TcKind] -> TcM ()
+unifyKinds []       []       = returnTc ()
+unifyKinds (k1:ks1) (k2:ks2) = unifyKind k1 k2         `thenTc_`
+                              unifyKinds ks1 ks2
+unifyKinds _ _ = panic "unifyKinds: length mis-match"
+\end{code}
+
+\begin{code}
+unifyOpenTypeKind :: TcKind -> TcM ()  
+-- Ensures that the argument kind is of the form (Type bx)
+-- for some boxity bx
+
+unifyOpenTypeKind ty@(TyVarTy tyvar)
+  = getTcTyVar tyvar   `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    case maybe_ty of
+       Just ty' -> unifyOpenTypeKind ty'
+       other    -> unify_open_kind_help ty
+
+unifyOpenTypeKind ty
+  | isTypeKind ty = returnTc ()
+  | otherwise     = unify_open_kind_help ty
+
+unify_open_kind_help ty        -- Revert to ordinary unification
+  = newBoxityVar       `thenNF_Tc` \ boxity ->
+    unifyKind ty (mkTyConApp typeCon [boxity])
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Unify-context]{Errors and contexts}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Errors
+~~~~~~
+
+\begin{code}
+unifyCtxt s ty1 ty2 tidy_env   -- ty1 expected, ty2 inferred
+  = zonkTcType ty1     `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+    zonkTcType ty2     `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    returnNF_Tc (err ty1' ty2')
+  where
+    err ty1 ty2 = (env1, 
+                  nest 4 
+                       (vcat [
+                          text "Expected" <+> text s <> colon <+> ppr tidy_ty1,
+                          text "Inferred" <+> text s <> colon <+> ppr tidy_ty2
+                       ]))
+                 where
+                   (env1, [tidy_ty1,tidy_ty2]) = tidyOpenTypes tidy_env [ty1,ty2]
+
+unifyKindCtxt swapped tv1 ty2 tidy_env -- not swapped => tv1 expected, ty2 inferred
+       -- tv1 is zonked already
+  = zonkTcType ty2     `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    returnNF_Tc (err ty2')
+  where
+    err ty2 = (env2, ptext SLIT("When matching types") <+> 
+                    sep [quotes pp_expected, ptext SLIT("and"), quotes pp_actual])
+           where
+             (pp_expected, pp_actual) | swapped   = (pp2, pp1)
+                                      | otherwise = (pp1, pp2)
+             (env1, tv1') = tidyOpenTyVar tidy_env tv1
+             (env2, ty2') = tidyOpenType  env1 ty2
+             pp1 = ppr tv1'
+             pp2 = ppr ty2'
+
+unifyMisMatch ty1 ty2
+  = zonkTcType ty1     `thenNF_Tc` \ ty1' ->
+    zonkTcType ty2     `thenNF_Tc` \ ty2' ->
+    let
+       (env, [tidy_ty1, tidy_ty2]) = tidyOpenTypes emptyTidyEnv [ty1',ty2']
+       msg = hang (ptext SLIT("Couldn't match"))
+                  4 (sep [quotes (ppr tidy_ty1), 
+                          ptext SLIT("against"), 
+                          quotes (ppr tidy_ty2)])
+    in
+    failWithTcM (env, msg)
+
+unifyWithSigErr tyvar ty
+  = (env2, hang (ptext SLIT("Cannot unify the type-signature variable") <+> quotes (ppr tidy_tyvar))
+             4 (ptext SLIT("with the type") <+> quotes (ppr tidy_ty)))
+  where
+    (env1, tidy_tyvar) = tidyOpenTyVar emptyTidyEnv tyvar
+    (env2, tidy_ty)    = tidyOpenType  env1         ty
+
+unifyOccurCheck tyvar ty
+  = (env2, hang (ptext SLIT("Occurs check: cannot construct the infinite type:"))
+             4 (sep [ppr tidy_tyvar, char '=', ppr tidy_ty]))
+  where
+    (env1, tidy_tyvar) = tidyOpenTyVar emptyTidyEnv tyvar
+    (env2, tidy_ty)    = tidyOpenType  env1         ty
+\end{code}
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Checking signature type variables}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+@checkSigTyVars@ is used after the type in a type signature has been unified with
+the actual type found.  It then checks that the type variables of the type signature
+are
+       (a) Still all type variables
+               eg matching signature [a] against inferred type [(p,q)]
+               [then a will be unified to a non-type variable]
+
+       (b) Still all distinct
+               eg matching signature [(a,b)] against inferred type [(p,p)]
+               [then a and b will be unified together]
+
+       (c) Not mentioned in the environment
+               eg the signature for f in this:
+
+                       g x = ... where
+                                       f :: a->[a]
+                                       f y = [x,y]
+
+               Here, f is forced to be monorphic by the free occurence of x.
+
+       (d) Not (unified with another type variable that is) in scope.
+               eg f x :: (r->r) = (\y->y) :: forall a. a->r
+           when checking the expression type signature, we find that
+           even though there is nothing in scope whose type mentions r,
+           nevertheless the type signature for the expression isn't right.
+
+           Another example is in a class or instance declaration:
+               class C a where
+                  op :: forall b. a -> b
+                  op x = x
+           Here, b gets unified with a
+
+Before doing this, the substitution is applied to the signature type variable.
+
+We used to have the notion of a "DontBind" type variable, which would
+only be bound to itself or nothing.  Then points (a) and (b) were 
+self-checking.  But it gave rise to bogus consequential error messages.
+For example:
+
+   f = (*)     -- Monomorphic
+
+   g :: Num a => a -> a
+   g x = f x x
+
+Here, we get a complaint when checking the type signature for g,
+that g isn't polymorphic enough; but then we get another one when
+dealing with the (Num x) context arising from f's definition;
+we try to unify x with Int (to default it), but find that x has already
+been unified with the DontBind variable "a" from g's signature.
+This is really a problem with side-effecting unification; we'd like to
+undo g's effects when its type signature fails, but unification is done
+by side effect, so we can't (easily).
+
+So we revert to ordinary type variables for signatures, and try to
+give a helpful message in checkSigTyVars.
+
+\begin{code}
+checkSigTyVars :: [TcTyVar]            -- Universally-quantified type variables in the signature
+              -> TcTyVarSet            -- Tyvars that are free in the type signature
+                                       --      Not necessarily zonked
+                                       --      These should *already* be in the free-in-env set, 
+                                       --      and are used here only to improve the error message
+              -> TcM [TcTyVar]         -- Zonked signature type variables
+
+checkSigTyVars [] free = returnTc []
+checkSigTyVars sig_tyvars free_tyvars
+  = zonkTcTyVars sig_tyvars            `thenNF_Tc` \ sig_tys ->
+    tcGetGlobalTyVars                  `thenNF_Tc` \ globals ->
+
+    checkTcM (allDistinctTyVars sig_tys globals)
+            (complain sig_tys globals) `thenTc_`
+
+    returnTc (map (tcGetTyVar "checkSigTyVars") sig_tys)
+
+  where
+    complain sig_tys globals
+      = -- "check" checks each sig tyvar in turn
+        foldlNF_Tc check
+                  (env2, emptyVarEnv, [])
+                  (tidy_tvs `zip` tidy_tys)    `thenNF_Tc` \ (env3, _, msgs) ->
+
+        failWithTcM (env3, main_msg $$ vcat msgs)
+      where
+       (env1, tidy_tvs) = tidyOpenTyVars emptyTidyEnv sig_tyvars
+       (env2, tidy_tys) = tidyOpenTypes  env1         sig_tys
+
+       main_msg = ptext SLIT("Inferred type is less polymorphic than expected")
+
+       check (tidy_env, acc, msgs) (sig_tyvar,ty)
+               -- sig_tyvar is from the signature;
+               -- ty is what you get if you zonk sig_tyvar and then tidy it
+               --
+               -- acc maps a zonked type variable back to a signature type variable
+         = case tcGetTyVar_maybe ty of {
+             Nothing ->                        -- Error (a)!
+                       returnNF_Tc (tidy_env, acc, unify_msg sig_tyvar (quotes (ppr ty)) : msgs) ;
+
+             Just tv ->
+
+           case lookupVarEnv acc tv of {
+               Just sig_tyvar' ->      -- Error (b)!
+                       returnNF_Tc (tidy_env, acc, unify_msg sig_tyvar thing : msgs)
+                   where
+                       thing = ptext SLIT("another quantified type variable") <+> quotes (ppr sig_tyvar')
+
+             ; Nothing ->
+
+           if tv `elemVarSet` globals  -- Error (c) or (d)! Type variable escapes
+                                       -- The least comprehensible, so put it last
+                       -- Game plan: 
+                       --    a) get the local TcIds and TyVars from the environment,
+                       --       and pass them to find_globals (they might have tv free)
+                       --    b) similarly, find any free_tyvars that mention tv
+           then   tcGetEnv                                                     `thenNF_Tc` \ ve ->
+                  find_globals tv tidy_env  (tcLEnvElts ve)                    `thenNF_Tc` \ (tidy_env1, globs) ->
+                  find_frees   tv tidy_env1 [] (varSetElems free_tyvars)       `thenNF_Tc` \ (tidy_env2, frees) ->
+                  returnNF_Tc (tidy_env2, acc, escape_msg sig_tyvar tv globs frees : msgs)
+
+           else        -- All OK
+           returnNF_Tc (tidy_env, extendVarEnv acc tv sig_tyvar, msgs)
+           }}
+
+-----------------------
+-- find_globals looks at the value environment and finds values
+-- whose types mention the offending type variable.  It has to be 
+-- careful to zonk the Id's type first, so it has to be in the monad.
+-- We must be careful to pass it a zonked type variable, too.
+
+find_globals :: Var 
+             -> TidyEnv 
+             -> [TcTyThing] 
+             -> NF_TcM (TidyEnv, [SDoc])
+
+find_globals tv tidy_env things
+  = go tidy_env [] things
+  where
+    go tidy_env acc [] = returnNF_Tc (tidy_env, acc)
+    go tidy_env acc (thing : things)
+      = find_thing ignore_it tidy_env thing    `thenNF_Tc` \ (tidy_env1, maybe_doc) ->
+       case maybe_doc of
+         Just d  -> go tidy_env1 (d:acc) things
+         Nothing -> go tidy_env1 acc     things
+
+    ignore_it ty = not (tv `elemVarSet` tyVarsOfType ty)
+
+-----------------------
+find_thing ignore_it tidy_env (ATcId id)
+  = zonkTcType  (idType id)    `thenNF_Tc` \ id_ty ->
+    if ignore_it id_ty then
+       returnNF_Tc (tidy_env, Nothing)
+    else let
+       (tidy_env', tidy_ty) = tidyOpenType tidy_env id_ty
+       msg = sep [ppr id <+> dcolon <+> ppr tidy_ty, 
+                  nest 2 (parens (ptext SLIT("bound at") <+>
+                                  ppr (getSrcLoc id)))]
+    in
+    returnNF_Tc (tidy_env', Just msg)
+
+find_thing ignore_it tidy_env (ATyVar tv)
+  = zonkTcTyVar tv             `thenNF_Tc` \ tv_ty ->
+    if ignore_it tv_ty then
+       returnNF_Tc (tidy_env, Nothing)
+    else let
+       (tidy_env1, tv1)     = tidyOpenTyVar tidy_env  tv
+       (tidy_env2, tidy_ty) = tidyOpenType  tidy_env1 tv_ty
+       msg = sep [ptext SLIT("Type variable") <+> quotes (ppr tv1) <+> eq_stuff, nest 2 bound_at]
+
+       eq_stuff | Just tv' <- Type.getTyVar_maybe tv_ty, tv == tv' = empty
+                | otherwise                                        = equals <+> ppr tv_ty
+               -- It's ok to use Type.getTyVar_maybe because ty is zonked by now
+       
+       bound_at = tyVarBindingInfo tv
+    in
+    returnNF_Tc (tidy_env2, Just msg)
+
+-----------------------
+find_frees tv tidy_env acc []
+  = returnNF_Tc (tidy_env, acc)
+find_frees tv tidy_env acc (ftv:ftvs)
+  = zonkTcTyVar ftv    `thenNF_Tc` \ ty ->
+    if tv `elemVarSet` tyVarsOfType ty then
+       let
+           (tidy_env', ftv') = tidyOpenTyVar tidy_env ftv
+       in
+       find_frees tv tidy_env' (ftv':acc) ftvs
+    else
+       find_frees tv tidy_env  acc        ftvs
+
+
+escape_msg sig_tv tv globs frees
+  = mk_msg sig_tv <+> ptext SLIT("escapes") $$
+    if not (null globs) then
+       vcat [pp_it <+> ptext SLIT("is mentioned in the environment:"), 
+             nest 2 (vcat globs)]
+     else if not (null frees) then
+       vcat [ptext SLIT("It is reachable from the type variable(s)") <+> pprQuotedList frees,
+             nest 2 (ptext SLIT("which") <+> is_are <+> ptext SLIT("free in the signature"))
+       ]
+     else
+       empty   -- Sigh.  It's really hard to give a good error message
+               -- all the time.   One bad case is an existential pattern match
+  where
+    is_are | isSingleton frees = ptext SLIT("is")
+          | otherwise         = ptext SLIT("are")
+    pp_it | sig_tv /= tv = ptext SLIT("It unifies with") <+> quotes (ppr tv) <> comma <+> ptext SLIT("which")
+         | otherwise    = ptext SLIT("It")
+
+    vcat_first :: Int -> [SDoc] -> SDoc
+    vcat_first n []     = empty
+    vcat_first 0 (x:xs) = text "...others omitted..."
+    vcat_first n (x:xs) = x $$ vcat_first (n-1) xs
+
+
+unify_msg tv thing = mk_msg tv <+> ptext SLIT("is unified with") <+> thing
+mk_msg tv          = ptext SLIT("Quantified type variable") <+> quotes (ppr tv)
+\end{code}
+
+These two context are used with checkSigTyVars
+    
+\begin{code}
+sigCtxt :: [TcTyVar] -> TcThetaType -> TcTauType
+       -> TidyEnv -> NF_TcM (TidyEnv, Message)
+sigCtxt sig_tyvars sig_theta sig_tau tidy_env
+  = zonkTcType sig_tau         `thenNF_Tc` \ actual_tau ->
+    let
+       (env1, tidy_sig_tyvars)  = tidyOpenTyVars tidy_env sig_tyvars
+       (env2, tidy_sig_rho)     = tidyOpenType env1 (mkRhoTy sig_theta sig_tau)
+       (env3, tidy_actual_tau)  = tidyOpenType env2 actual_tau
+       msg = vcat [ptext SLIT("Signature type:    ") <+> pprType (mkForAllTys tidy_sig_tyvars tidy_sig_rho),
+                   ptext SLIT("Type to generalise:") <+> pprType tidy_actual_tau
+                  ]
+    in
+    returnNF_Tc (env3, msg)
+
+sigPatCtxt bound_tvs bound_ids tidy_env
+  = returnNF_Tc (env1,
+                sep [ptext SLIT("When checking a pattern that binds"),
+                     nest 4 (vcat (zipWith ppr_id show_ids tidy_tys))])
+  where
+    show_ids = filter is_interesting bound_ids
+    is_interesting id = any (`elemVarSet` idFreeTyVars id) bound_tvs
+
+    (env1, tidy_tys) = tidyOpenTypes tidy_env (map idType show_ids)
+    ppr_id id ty     = ppr id <+> dcolon <+> ppr ty
+       -- Don't zonk the types so we get the separate, un-unified versions
+\end{code}
+
+