better error reporting in coreTypeToWeakType; dont use Prelude_error
[coq-hetmet.git] / src / HaskWeakToStrong.v
index e5c88f8..d8dcf42 100644 (file)
@@ -10,21 +10,23 @@ Require Import Coq.Strings.String.
 Require Import Coq.Lists.List.
 Require Import Coq.Init.Specif.
 Require Import HaskKinds.
-Require Import HaskCoreLiterals.
+Require Import HaskLiterals.
+Require Import HaskTyCons.
 Require Import HaskWeakTypes.
 Require Import HaskWeakVars.
 Require Import HaskWeak.
 Require Import HaskWeakToCore.
 Require Import HaskStrongTypes.
 Require Import HaskStrong.
-Require Import HaskCoreTypes.
 Require Import HaskCoreVars.
+Require Import HaskCoreToWeak.
+Require Import HaskCoreTypes.
 
 Open Scope string_scope.
 Definition TyVarResolver Γ   := forall wt:WeakTypeVar, ???(HaskTyVar Γ wt).
 Definition CoVarResolver Γ Δ := forall wt:WeakCoerVar, ???(HaskCoVar Γ Δ).
 
-Definition upφ {Γ}(tv:WeakTypeVar)(φ:TyVarResolver Γ) : TyVarResolver ((tv:Kind)::Γ).
+Definition upPhi {Γ}(tv:WeakTypeVar)(φ:TyVarResolver Γ) : TyVarResolver ((tv:Kind)::Γ).
   unfold TyVarResolver.
   refine (fun tv' =>
     if eqd_dec tv tv' 
@@ -33,12 +35,12 @@ Definition upφ {Γ}(tv:WeakTypeVar)(φ:TyVarResolver Γ) : TyVarResolver ((tv:K
   rewrite <- _H; apply fresh.
   Defined.
 
-Definition upφ' {Γ}(tvs:list WeakTypeVar)(φ:TyVarResolver Γ)
+Definition upPhi2 {Γ}(tvs:list WeakTypeVar)(φ:TyVarResolver Γ)
   : (TyVarResolver (app (map (fun tv:WeakTypeVar => tv:Kind) tvs) Γ)).
   induction tvs.
   apply φ.    
   simpl.
-  apply upφ.
+  apply upPhi.
   apply IHtvs.
   Defined.
 
@@ -53,7 +55,7 @@ Definition substPhi {Γ:TypeEnv}(κ κ':Kind)(θ:HaskType Γ κ) : HaskType (κ:
   apply X.
   Defined.
 
-Definition substφ {Γ:TypeEnv}(lk:list Kind)(θ:IList _ (fun κ => HaskType Γ κ) lk){κ} : HaskType (app lk Γ) κ -> HaskType Γ κ.
+Definition substphi {Γ:TypeEnv}(lk:list Kind)(θ:IList _ (fun κ => HaskType Γ κ) lk){κ} : HaskType (app lk Γ) κ -> HaskType Γ κ.
   induction lk.
   intro q; apply q.
   simpl.
@@ -70,8 +72,8 @@ Definition substφ {Γ:TypeEnv}(lk:list Kind)(θ:IList _ (fun κ => HaskType Γ
 (* this is a StrongAltCon plus some stuff we know about StrongAltCons which we've built ourselves *)
 Record StrongAltConPlusJunk {tc:TyCon} :=
 { sacpj_sac : @StrongAltCon tc
-; sacpj_φ   : forall Γ          (φ:TyVarResolver Γ  ),  (TyVarResolver (sac_Γ sacpj_sac Γ))
-; sacpj_ψ   : forall Γ Δ atypes (ψ:CoVarResolver Γ Δ), CoVarResolver _ (sac_Δ sacpj_sac Γ atypes (weakCK'' Δ))
+; sacpj_phi   : forall Γ          (φ:TyVarResolver Γ  ),  (TyVarResolver (sac_gamma sacpj_sac Γ))
+; sacpj_psi   : forall Γ Δ atypes (ψ:CoVarResolver Γ Δ), CoVarResolver _ (sac_delta sacpj_sac Γ atypes (weakCK'' Δ))
 }.
 Implicit Arguments StrongAltConPlusJunk [ ].
 Coercion sacpj_sac : StrongAltConPlusJunk >-> StrongAltCon. 
@@ -82,9 +84,9 @@ Variable emptyφ : TyVarResolver nil.
 
 Definition mkPhi (lv:list WeakTypeVar)
   : (TyVarResolver (map (fun x:WeakTypeVar => x:Kind) lv)).
-  set (upφ'(Γ:=nil) lv emptyφ) as φ'.
-  rewrite <- app_nil_end in φ'.
-  apply φ'.
+  set (upPhi2(Γ:=nil) lv emptyφ) as φ2.
+  rewrite <- app_nil_end in φ2.
+  apply φ2.
   Defined.
 
 Definition dataConExKinds dc := vec_map (fun x:WeakTypeVar => (x:Kind)) (list2vec (dataConExTyVars dc)).
@@ -95,7 +97,7 @@ Notation " ` x " := (@fixkind _ x) (at level 100).
 
 Ltac matchThings T1 T2 S :=
   destruct (eqd_dec T1 T2) as [matchTypeVars_pf|];
-   [ idtac | apply (Error (S +++ T1 +++ " " +++ T2)) ].
+   [ idtac | apply (Error (S +++ toString T1 +++ " " +++ toString T2)) ].
 
 Definition mkTAll' {κ}{Γ} : HaskType (κ :: Γ) ★ -> (forall TV (ite:InstantiatedTypeEnv TV Γ), TV κ -> RawHaskType TV ★).
   intros.
@@ -116,7 +118,7 @@ Definition mkTAll {κ}{Γ} : HaskType (κ :: Γ) ★ -> HaskType Γ ★.
 
 Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType), ???(HaskTypeOfSomeKind Γ).
   refine (fix weakTypeToType {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType) {struct t} : ???(HaskTypeOfSomeKind Γ) :=
-  addErrorMessage ("weakTypeToType " +++ t)
+  addErrorMessage ("weakTypeToType " +++ toString t)
   match t with
     | WFunTyCon         => let case_WFunTyCon := tt in OK (haskTypeOfSomeKind (fun TV ite => TArrow))
     | WTyCon      tc    => let case_WTyCon := tt    in _
@@ -124,8 +126,9 @@ Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)
     | WIParam _ ty      => let case_WIParam := tt   in Error "weakTypeToType: WIParam not implemented"
     | WAppTy  t1 t2     => let case_WAppTy := tt    in weakTypeToType _ φ t1 >>= fun t1' => weakTypeToType _ φ t2 >>= fun t2' => _
     | WTyVarTy  v       => let case_WTyVarTy := tt  in φ v >>= fun v' => _
-    | WForAllTy wtv t   => let case_WForAllTy := tt in weakTypeToType _ (upφ wtv φ) t >>= fun t => _
-    | WCodeTy ec tbody  => let case_WCodeTy := tt   in weakTypeToType _ φ tbody >>= fun tbody' => φ (@fixkind ★ ec) >>= fun ec' => _
+    | WForAllTy wtv t   => let case_WForAllTy := tt in weakTypeToType _ (upPhi wtv φ) t >>= fun t => _
+    | WCodeTy ec tbody  => let case_WCodeTy := tt   in weakTypeToType _ φ tbody
+                                 >>= fun tbody' => φ (@fixkind ECKind ec) >>= fun ec' => _
     | WCoFunTy t1 t2 t3 => let case_WCoFunTy := tt  in
       weakTypeToType _ φ t1 >>= fun t1' =>
       weakTypeToType _ φ t2 >>= fun t2' =>
@@ -140,13 +143,18 @@ Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)
                       end
           | tx::lt' => weakTypeToType Γ φ tx >>= fun t' =>
                         match lk as LK return ???(forall TV (ite:InstantiatedTypeEnv TV Γ), @RawHaskTypeList TV LK) with
-                          | nil    => Error "WTyFunApp applied to too many types"
+                          | nil    => Error ("WTyFunApp applied to too many types"(* +++ eol +++
+                                             "  tyCon= "           +++ toString tc +++ eol +++
+                                             "  tyConKindArgs= "   +++ toString (fst (tyFunKind tc)) +++ eol +++
+                                             "  tyConKindResult= " +++ toString (snd (tyFunKind tc)) +++ eol +++
+                                             "  types= "           +++ toString lt +++ eol*))
                           | k::lk' => weakTypeListToTypeList lk' lt' >>= fun rhtl' =>
                                         let case_weakTypeListToTypeList := tt in _
                         end
         end
       ) (fst (tyFunKind tc)) lt) >>= fun lt' => let case_WTyFunApp := tt in  _
   end ); clear weakTypeToType.
+  apply ConcatenableString.
 
   destruct case_WTyVarTy.
     apply (addErrorMessage "case_WTyVarTy").
@@ -157,11 +165,13 @@ Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)
     apply (addErrorMessage "case_WAppTy").
     destruct t1' as  [k1' t1'].
     destruct t2' as [k2' t2'].
+    set ("tried to apply type "+++toString t1'+++" of kind "+++toString k1'+++" to type "+++
+      toString t2'+++" of kind "+++toString k2') as err.
     destruct k1';
       try (matchThings k1'1 k2' "Kind mismatch in WAppTy: ";
         subst; apply OK; apply (haskTypeOfSomeKind (fun TV env => TApp (t1' TV env) (t2' TV env))));
-      apply (Error "Kind mismatch in WAppTy:: ").
-   
+      apply (Error ("Kind mismatch in WAppTy: "+++err)).
+
   destruct case_weakTypeListToTypeList.
     apply (addErrorMessage "case_weakTypeListToTypeList").
     destruct t' as [ k' t' ].
@@ -174,7 +184,7 @@ Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)
     apply OK.
     eapply haskTypeOfSomeKind.
     unfold HaskType; intros.
-    apply TyFunApp.
+    apply (TyFunApp tc (fst (tyFunKind tc)) (snd (tyFunKind tc))).
     apply lt'.
     apply X.
 
@@ -221,9 +231,6 @@ Definition weakTypeToType : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)
     apply h.
     Defined.
     
-
-Variable Prelude_error : forall {A}, string -> A.   Extract Inlined Constant Prelude_error => "Prelude.error".
-
 (* information about a datacon/literal/default which is common to all instances of a branch with that tag *)
 Section StrongAltCon.
   Context (tc : TyCon)(dc:DataCon tc).
@@ -234,9 +241,9 @@ Definition weakTypeToType' {Γ} : IList Kind (HaskType Γ) (vec2list (tyConKinds
   intro ct.
   apply (addErrorMessage "weakTypeToType'").
   set (ilmap (@weakT' _ (vec2list (dataConExKinds dc))) avars) as avars'.
-  set (@substφ _ _ avars') as q.
-  set (upφ' (tyConTyVars tc)  (mkPhi (dataConExTyVars dc))) as φ'.
-  set (@weakTypeToType _ φ' ct) as t.
+  set (@substphi _ _ avars') as q.
+  set (upPhi2 (tyConTyVars tc)  (mkPhi (dataConExTyVars dc))) as φ2.
+  set (@weakTypeToType _ φ2 ct) as t.
   destruct t as [|t]; try apply (Error error_message).
   destruct t as [tk t].
   matchThings tk ★ "weakTypeToType'".
@@ -259,7 +266,7 @@ Definition weakTypeToType' {Γ} : IList Kind (HaskType Γ) (vec2list (tyConKinds
 
 Definition mkStrongAltCon : @StrongAltCon tc.
   refine
-   {| sac_altcon      := DataAlt dc
+   {| sac_altcon      := WeakDataAlt dc
     ; sac_numCoerVars := length (dataConCoerKinds dc)
     ; sac_numExprVars := length (dataConFieldTypes dc)
     ; sac_ekinds      := dataConExKinds dc
@@ -321,17 +328,17 @@ Lemma weakCV' : forall {Γ}{Δ} Γ',
 Definition mkStrongAltConPlusJunk : StrongAltConPlusJunk tc.
     refine 
      {| sacpj_sac     := mkStrongAltCon
-      ; sacpj_φ       := fun Γ φ => (fun htv => φ htv >>= fun htv' => OK (weakV' htv'))
-      ; sacpj_ψ       :=
+      ; sacpj_phi       := fun Γ φ => (fun htv => φ htv >>= fun htv' => OK (weakV' htv'))
+      ; sacpj_psi       :=
       fun Γ Δ avars ψ => (fun htv => ψ htv >>= fun htv' => OK (_ (weakCV' (vec2list (sac_ekinds mkStrongAltCon)) htv')))
       |}.
     intro.
-    unfold sac_Γ.
+    unfold sac_gamma.
     unfold HaskCoVar in *.
     intros.
     apply (x TV CV env).
     simpl in cenv.
-    unfold sac_Δ in *.
+    unfold sac_delta in *.
     unfold InstantiatedCoercionEnv in *.
     apply vec_chop' in cenv.
     apply cenv.
@@ -348,13 +355,13 @@ Definition mkStrongAltConPlusJunk : StrongAltConPlusJunk tc.
   
 End StrongAltCon.
 
-Definition mkStrongAltConPlusJunk' (tc : TyCon)(alt:AltCon) : ???(@StrongAltConPlusJunk tc).
+Definition mkStrongAltConPlusJunk' (tc : TyCon)(alt:WeakAltCon) : ???(@StrongAltConPlusJunk tc).
   destruct alt.
   set (c:DataCon _) as dc.
   set ((dataConTyCon c):TyCon) as tc' in *.
   set (eqd_dec tc tc') as eqpf; destruct eqpf;
     [ idtac
-      | apply (Error ("in a case of tycon "+++tc+++", found a branch with datacon "+++(dc:CoreDataCon))) ]; subst.
+      | apply (Error ("in a case of tycon "+++toString tc+++", found a branch with datacon "+++toString (dc:CoreDataCon))) ]; subst.
   apply OK.
   eapply mkStrongAltConPlusJunk.
   simpl in *.
@@ -362,16 +369,16 @@ Definition mkStrongAltConPlusJunk' (tc : TyCon)(alt:AltCon) : ???(@StrongAltConP
 
   apply OK; refine {| sacpj_sac := {| 
                      sac_ekinds  := vec_nil ; sac_coercions := fun _ _ => vec_nil ; sac_types := fun _ _ => vec_nil
-                    ; sac_altcon := LitAlt h
+                    ; sac_altcon := WeakLitAlt h
                     |} |}.
             intro; intro φ; apply φ.
-            intro; intro; intro; intro ψ. simpl. unfold sac_Γ; simpl. unfold sac_Δ; simpl.
+            intro; intro; intro; intro ψ. simpl. unfold sac_gamma; simpl. unfold sac_delta; simpl.
             rewrite weakCK'_nil_inert. apply ψ.
   apply OK; refine {| sacpj_sac := {| 
                      sac_ekinds := vec_nil ; sac_coercions := fun _ _ => vec_nil ; sac_types := fun _ _ => vec_nil
-                      ; sac_altcon := DEFAULT |} |}.
+                      ; sac_altcon := WeakDEFAULT |} |}.
             intro; intro φ; apply φ.
-            intro; intro; intro; intro ψ. simpl. unfold sac_Γ; simpl. unfold sac_Δ; simpl.
+            intro; intro; intro; intro ψ. simpl. unfold sac_gamma; simpl. unfold sac_delta; simpl.
             rewrite weakCK'_nil_inert. apply ψ.
 Defined.
 
@@ -381,7 +388,7 @@ Definition weakExprVarToWeakType : WeakExprVar -> WeakType :=
 
 Variable weakCoercionToHaskCoercion : forall Γ Δ κ, WeakCoercion -> HaskCoercion Γ Δ κ.
 
-Definition weakψ {Γ}{Δ:CoercionEnv Γ} {κ}(ψ:WeakCoerVar -> ???(HaskCoVar Γ Δ)) :
+Definition weakPsi {Γ}{Δ:CoercionEnv Γ} {κ}(ψ:WeakCoerVar -> ???(HaskCoVar Γ Δ)) :
   WeakCoerVar -> ???(HaskCoVar Γ (κ::Δ)).
   intros.
   refine (ψ X >>= _).
@@ -393,21 +400,19 @@ Definition weakψ {Γ}{Δ:CoercionEnv Γ} {κ}(ψ:WeakCoerVar -> ???(HaskCoVar 
   Defined.
 
 (* attempt to "cast" an expression by simply checking if it already had the desired type, and failing otherwise *)
-Definition castExpr (we:WeakExpr)(err_msg:string) {Γ} {Δ} {ξ} {τ} τ' (e:@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ)
-  : ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ').
+Definition castExpr (we:WeakExpr)(err_msg:string) {Γ} {Δ} {ξ} {τ} {l} τ' l' (e:@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ l)
+  : ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ' l').
   apply (addErrorMessage ("castExpr " +++ err_msg)).
   intros.
-  destruct τ  as [τ  l].
-  destruct τ' as [τ' l'].
   destruct (eqd_dec l l'); [ idtac
     | apply (Error ("level mismatch in castExpr, invoked by "+++err_msg+++eol+++
-                    "  got: " +++(fold_left (fun x y => y+++","+++y) (map haskTyVarToType l) "")+++eol+++
-                    "  wanted: "+++(fold_left (fun x y => x+++","+++y) (map haskTyVarToType l') "")
+                    "  got: " +++(fold_left (fun x y => y+++","+++y) (map (toString ○ haskTyVarToType) l) "")+++eol+++
+                    "  wanted: "+++(fold_left (fun x y => x+++","+++y) (map (toString ○ haskTyVarToType) l') "")
     )) ].
   destruct (eqd_dec τ τ'); [ idtac
     | apply (Error ("type mismatch in castExpr, invoked by "+++err_msg+++eol+++
-                    "  got: " +++τ+++eol+++
-                    "  wanted: "+++τ'
+                    "  got: " +++toString τ+++eol+++
+                    "  wanted: "+++toString τ'
     )) ].
   subst.
   apply OK.
@@ -415,15 +420,15 @@ Definition castExpr (we:WeakExpr)(err_msg:string) {Γ} {Δ} {ξ} {τ} τ' (e:@Ex
   Defined.
 
 Definition coVarKind (wcv:WeakCoerVar) : Kind :=
-  match wcv with weakCoerVar _ κ _ _ => κ end.
+  match wcv with weakCoerVar _ t _ => (kindOfCoreType (weakTypeToCoreType t)) end.
   Coercion coVarKind : WeakCoerVar >-> Kind.
 
-Definition weakTypeToType'' : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType) κ, ???(HaskType Γ κ).
+Definition weakTypeToTypeOfKind : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakType)(κ:Kind), ???(HaskType Γ κ).
   intros.
   set (weakTypeToType φ t) as wt.
   destruct wt; try apply (Error error_message).
   destruct h.
-  matchThings κ κ0 "Kind mismatch in weakTypeToType'': ".
+  matchThings κ κ0 ("Kind mismatch in weakTypeToTypeOfKind in ").
   subst.
   apply OK.
   apply h.
@@ -432,14 +437,13 @@ Definition weakTypeToType'' : forall {Γ:TypeEnv}(φ:TyVarResolver Γ)(t:WeakTyp
 Fixpoint varsTypes {Γ}(t:Tree ??(WeakExprVar * WeakExpr))(φ:TyVarResolver Γ) : Tree ??(CoreVar * HaskType Γ ★) := 
   match t with
     | T_Leaf None            => []
-    | T_Leaf (Some (wev,e))  => match weakTypeToType'' φ wev ★  with
-                                  | Error _ =>  []
+    | T_Leaf (Some (wev,e))  => match weakTypeToTypeOfKind φ wev ★ with
                                   | OK    t' => [((wev:CoreVar),t')]
+                                  | _        => []
                                 end
     | T_Branch b1 b2         => (varsTypes b1 φ),,(varsTypes b2 φ)
   end.
 
-
 Fixpoint mkAvars {Γ}(wtl:list WeakType)(lk:list Kind)(φ:TyVarResolver Γ) : ???(IList Kind (HaskType Γ) lk) :=
 match lk as LK return ???(IList Kind (HaskType Γ) LK) with
   | nil => match wtl with
@@ -449,21 +453,96 @@ match lk as LK return ???(IList Kind (HaskType Γ) LK) with
   | k::lk' => match wtl with
                 | nil => Error "length mismatch in mkAvars"
                 | wt::wtl' =>
-                  weakTypeToType'' φ wt k >>= fun t =>
+                  weakTypeToTypeOfKind φ wt k >>= fun t =>
                     mkAvars wtl' lk' φ >>= fun rest =>
                     OK (ICons _ _ t rest)
               end
 end.
 
+Fixpoint update_ig (ig:CoreVar -> bool) (vars:list CoreVar) : CoreVar -> bool :=
+  match vars with
+    | nil => ig
+    | v::vars' =>
+      fun v' =>
+        if eqd_dec v v'
+          then false
+            else update_ig ig vars' v'
+  end.
+
+(* does the specified variable occur free in the expression? *)
+Fixpoint doesWeakVarOccur (wev:WeakExprVar)(me:WeakExpr) : bool :=
+  match me with
+    | WELit    _        => false
+    | WEVar    cv       => if eqd_dec (wev:CoreVar) (cv:CoreVar) then true else false
+    | WECast   e co     =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WENote   n e      =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WETyApp  e t      =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WECoApp  e co     =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WEBrak _ ec e _   =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WEEsc  _ ec e _   =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WECSP  _ ec e _   =>                            doesWeakVarOccur wev e
+    | WELet    cv e1 e2 => doesWeakVarOccur wev e1 || (if eqd_dec (wev:CoreVar) (cv:CoreVar)then false else doesWeakVarOccur wev e2)
+    | WEApp    e1 e2    => doesWeakVarOccur wev e1 || doesWeakVarOccur wev e2
+    | WELam    cv e     => if eqd_dec (wev:CoreVar) (cv:CoreVar) then false else doesWeakVarOccur wev e
+    | WETyLam  cv e     => doesWeakVarOccur wev e
+    | WECoLam  cv e     => doesWeakVarOccur wev e
+    | WECase vscrut escrut tbranches tc avars alts =>
+      doesWeakVarOccur wev escrut ||
+      if eqd_dec (wev:CoreVar) (vscrut:CoreVar) then false else
+        ((fix doesWeakVarOccurAlts alts {struct alts} : bool :=
+          match alts with
+            | T_Leaf  None                                         => false
+            | T_Leaf (Some (WeakDEFAULT,_,_,_,e))                      => doesWeakVarOccur wev e
+            | T_Leaf (Some (WeakLitAlt lit,_,_,_,e))                   => doesWeakVarOccur wev e
+            | T_Leaf (Some ((WeakDataAlt dc), tvars, cvars, evars,e))  => doesWeakVarOccur wev e  (* FIXME!!! *)
+            | T_Branch b1 b2                                       => doesWeakVarOccurAlts b1 || doesWeakVarOccurAlts b2
+          end) alts)
+    | WELetRec mlr e =>
+      doesWeakVarOccur wev e ||
+      (fix doesWeakVarOccurLetRec (mlr:Tree ??(WeakExprVar * WeakExpr)) : bool :=
+      match mlr with
+        | T_Leaf None          => false
+        | T_Leaf (Some (cv,e)) => if eqd_dec (wev:CoreVar) (cv:CoreVar) then false else doesWeakVarOccur wev e
+        | T_Branch b1 b2       => doesWeakVarOccurLetRec b1 || doesWeakVarOccurLetRec b2
+      end) mlr
+  end.
+Fixpoint doesWeakVarOccurAlts (wev:WeakExprVar)
+  (alts:Tree ??(WeakAltCon * list WeakTypeVar * list WeakCoerVar * list WeakExprVar * WeakExpr)) : bool := 
+  match alts with
+    | T_Leaf  None                                             => false
+    | T_Leaf (Some (WeakDEFAULT,_,_,_,e))                      => doesWeakVarOccur wev e
+    | T_Leaf (Some (WeakLitAlt lit,_,_,_,e))                   => doesWeakVarOccur wev e
+    | T_Leaf (Some ((WeakDataAlt dc), tvars, cvars, evars,e))  => doesWeakVarOccur wev e  (* FIXME!!! *)
+    | T_Branch b1 b2                                           => doesWeakVarOccurAlts wev b1 || doesWeakVarOccurAlts wev b2
+  end.
+
+Definition checkDistinct :
+  forall {V}(EQ:EqDecidable V)(lv:list V), ???(distinct lv).
+  intros.
+  set (distinct_decidable lv) as q.
+  destruct q.
+  exact (OK d).
+  exact (Error "checkDistinct failed").
+  Defined.
+
+(* FIXME: check the kind of the type of the weakexprvar to support >0 *)
+Definition mkGlobal Γ (τ:HaskType Γ ★) (wev:WeakExprVar) : Global Γ.
+  refine {| glob_kinds := nil |}.
+  apply wev.
+  intros.
+  apply τ.
+  Defined.
+
 Definition weakExprToStrongExpr : forall
     (Γ:TypeEnv)
     (Δ:CoercionEnv Γ)
     (φ:TyVarResolver Γ)
     (ψ:CoVarResolver Γ Δ)
     (ξ:CoreVar -> LeveledHaskType Γ ★)
+    (ig:CoreVar -> bool)
     (τ:HaskType Γ ★)
     (lev:HaskLevel Γ),
-    WeakExpr -> ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ (τ @@ lev) ).
+    WeakExpr -> ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ lev ).
   refine ((
     fix weakExprToStrongExpr 
     (Γ:TypeEnv)
@@ -471,67 +550,73 @@ Definition weakExprToStrongExpr : forall
     (φ:TyVarResolver Γ)
     (ψ:CoVarResolver Γ Δ)
     (ξ:CoreVar -> LeveledHaskType Γ ★)
+    (ig:CoreVar -> bool)
     (τ:HaskType Γ ★)
     (lev:HaskLevel Γ)
-    (we:WeakExpr) : ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ (τ @@ lev) )  :=
+    (we:WeakExpr) : ???(@Expr _ CoreVarEqDecidable Γ Δ ξ τ lev )  :=
+    addErrorMessage ("in weakExprToStrongExpr " +++ toString we)
     match we with
 
-    | WEVar   v                         => castExpr we ("WEVar "+++(v:CoreVar)) (τ @@ lev) (EVar Γ Δ ξ v)
+    | WEVar   v                         => if ig v
+                                              then OK ((EGlobal Γ Δ ξ (mkGlobal Γ τ v) INil lev) : Expr Γ Δ ξ τ lev)
+                                              else castExpr we ("WEVar "+++toString (v:CoreVar)) τ lev (EVar Γ Δ ξ v)
 
-    | WELit   lit                       => castExpr we ("WELit "+++lit) (τ @@ lev) (ELit Γ Δ ξ lit lev)
+    | WELit   lit                       => castExpr we ("WELit "+++toString lit) τ lev (ELit Γ Δ ξ lit lev)
 
-    | WELam   ev ebody                  => weakTypeToType'' φ ev ★ >>= fun tv =>
+    | WELam   ev ebody                  => weakTypeToTypeOfKind φ ev ★ >>= fun tv =>
                                              weakTypeOfWeakExpr ebody >>= fun tbody =>
-                                               weakTypeToType'' φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
-                                                 let ξ' := update_ξ ξ (((ev:CoreVar),tv@@lev)::nil) in
-                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' tbody' lev ebody >>= fun ebody' =>
-                                                     castExpr we "WELam" (τ@@lev) (ELam Γ Δ ξ tv tbody' lev ev ebody')
+                                               weakTypeToTypeOfKind φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
+                                                 let ξ' := update_xi ξ lev (((ev:CoreVar),tv)::nil) in
+                                                 let ig' := update_ig ig ((ev:CoreVar)::nil) in
+                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' ig' tbody' lev ebody >>= fun ebody' =>
+                                                     castExpr we "WELam" τ lev (ELam Γ Δ ξ tv tbody' lev ev ebody')
 
     | WEBrak  _ ec e tbody              => φ (`ec) >>= fun ec' =>
-                                             weakTypeToType'' φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
-                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ tbody' ((ec')::lev) e >>= fun e' =>
-                                                 castExpr we "WEBrak" (τ@@lev) (EBrak Γ Δ ξ ec' tbody' lev e')
+                                             weakTypeToTypeOfKind φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
+                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig tbody' ((ec')::lev) e >>= fun e' =>
+                                                 castExpr we "WEBrak" τ lev (EBrak Γ Δ ξ ec' tbody' lev e')
 
     | WEEsc   _ ec e tbody              => φ ec >>= fun ec'' =>
-                                           weakTypeToType'' φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
+                                           weakTypeToTypeOfKind φ tbody ★ >>= fun tbody' =>
                                            match lev with
                                              | nil       => Error "ill-leveled escapification"
-                                             | ec'::lev' => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ (<[ ec' |- tbody' ]>) lev' e
-                                               >>= fun e' => castExpr we "WEEsc" (τ@@lev) (EEsc Γ Δ ξ ec' tbody' lev' e')
+                                             | ec'::lev' => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig (<[ ec' |- tbody' ]>) lev' e
+                                               >>= fun e' => castExpr we "WEEsc" τ lev (EEsc Γ Δ ξ ec' tbody' lev' e')
                                            end
 
-    | WENote  n e                       => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ τ lev e >>= fun e' => OK (ENote _ _ _ _ n e')
+    | WECSP   _ ec e tbody              => Error "FIXME: CSP not supported beyond HaskWeak stage"
+
+    | WENote  n e                       => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig τ lev e >>= fun e' => OK (ENote _ _ _ _ _ n e')
 
-    | WELet   v ve  ebody               => weakTypeToType'' φ v ★  >>= fun tv =>
-                                             weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ tv lev ve >>= fun ve' =>
-                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ (update_ξ ξ (((v:CoreVar),tv@@lev)::nil)) τ lev ebody
+    | WELet   v ve  ebody               => weakTypeToTypeOfKind φ v ★  >>= fun tv =>
+                                             weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig tv lev ve >>= fun ve' =>
+                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ (update_xi ξ lev (((v:CoreVar),tv)::nil))
+                                                    (update_ig ig ((v:CoreVar)::nil)) τ lev ebody
                                                >>= fun ebody' =>
                                                  OK (ELet _ _ _ tv _ lev (v:CoreVar) ve' ebody')
 
     | WEApp   e1 e2                     => weakTypeOfWeakExpr e2 >>= fun t2 =>
-                                             weakTypeToType'' φ t2 ★ >>= fun t2' =>
-                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ t2' lev e2 >>= fun e2' =>
-                                                 weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ (t2'--->τ) lev e1 >>= fun e1' =>
+                                             weakTypeToTypeOfKind φ t2 ★ >>= fun t2' =>
+                                               weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig t2' lev e2 >>= fun e2' =>
+                                                 weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig (t2'--->τ) lev e1 >>= fun e1' =>
                                                    OK (EApp _ _ _ _ _ _ e1' e2')
 
-    | WETyLam tv e                      => let φ' := upφ tv φ in
+    | WETyLam tv e                      => let φ2 := upPhi tv φ in
                                              weakTypeOfWeakExpr e >>= fun te =>
-                                               weakTypeToType'' φ' te ★ >>= fun τ' =>
-                                                 weakExprToStrongExpr _ (weakCE Δ) φ'
-                                                    (fun x => (ψ x) >>= fun y => OK (weakCV y)) (weakLT○ξ) τ' (weakL lev) e
-                                                 >>= fun e' =>
-                                                   castExpr we "WETyLam1" _ e' >>= fun e'' =>
-                                                     castExpr we "WETyLam2" _ (ETyLam Γ Δ ξ tv (mkTAll' τ') lev e'')
+                                               weakTypeToTypeOfKind φ2 te ★ >>= fun τ' =>
+                                                 weakExprToStrongExpr _ (weakCE Δ) φ2
+                                                   (fun x => (ψ x) >>= fun y => OK (weakCV y)) (weakLT○ξ) ig _ (weakL lev) e
+                                                     >>= fun e' => castExpr we "WETyLam2" _ _ (ETyLam Γ Δ ξ tv (mkTAll' τ') lev e')
 
     | WETyApp e t                       => weakTypeOfWeakExpr e >>= fun te =>
                                            match te with
                                              | WForAllTy wtv te' =>
-                                               let φ' := upφ wtv φ in
-                                                 weakTypeToType'' φ' te' ★ >>= fun te'' =>
-                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ (mkTAll te'') lev e >>= fun e' =>
-                                                     weakTypeToType'' φ t (wtv:Kind) >>= fun t' =>
-                                                       castExpr we "WETyApp" _ (ETyApp Γ Δ wtv (mkTAll' te'') t' ξ lev e')
-                                             | _                 => Error ("weakTypeToType: WETyApp body with type "+++te)
+                                               let φ2 := upPhi wtv φ in
+                                                 weakTypeToTypeOfKind φ2 te' ★ >>= fun te'' =>
+                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig (mkTAll te'') lev e >>= fun e' =>
+                                                     weakTypeToTypeOfKind φ t (wtv:Kind) >>= fun t' =>
+                                                       castExpr we "WETyApp" _ _ (ETyApp Γ Δ wtv (mkTAll' te'') t' ξ lev e')
+                                             | _                 => Error ("weakTypeToType: WETyApp body with type "+++toString te)
                                            end
 
     | WECoApp e co                     => weakTypeOfWeakExpr e >>= fun te =>
@@ -540,85 +625,88 @@ Definition weakExprToStrongExpr : forall
                                                weakTypeToType φ t1 >>= fun t1' =>
                                                  match t1' with
                                                    haskTypeOfSomeKind κ t1'' =>
-                                                   weakTypeToType'' φ t2 κ >>= fun t2'' =>
-                                                     weakTypeToType'' φ t3 ★ >>= fun t3'' =>
-                                                       weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ (t1'' ∼∼ t2'' ⇒ τ) lev e >>= fun e' =>
-                                                         castExpr we "WECoApp" _ e' >>= fun e'' =>
+                                                   weakTypeToTypeOfKind φ t2 κ >>= fun t2'' =>
+                                                     weakTypeToTypeOfKind φ t3 ★ >>= fun t3'' =>
+                                                       weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig (t1'' ∼∼ t2'' ⇒ τ) lev e >>= fun e' =>
+                                                         castExpr we "WECoApp" _ _ e' >>= fun e'' =>
                                                            OK (ECoApp Γ Δ κ t1'' t2''
                                                              (weakCoercionToHaskCoercion _ _ _ co) τ ξ lev e'')
                                                  end
-                                             | _                 => Error ("weakTypeToType: WECoApp body with type "+++te)
+                                             | _                 => Error ("weakTypeToType: WECoApp body with type "+++toString te)
                                            end
 
-    | WECoLam cv e                      => let (_,_,t1,t2) := cv in
+    | WECoLam cv e                      => let (_,t1,t2) := cv in
                                            weakTypeOfWeakExpr e >>= fun te =>
-                                             weakTypeToType'' φ te ★ >>= fun te' =>
-                                               weakTypeToType'' φ t1 cv >>= fun t1' =>
-                                                 weakTypeToType'' φ t2 cv >>= fun t2' =>
-                                                   weakExprToStrongExpr Γ (_ :: Δ) φ (weakψ ψ) ξ te' lev e >>= fun e' =>
-                                                     castExpr we "WECoLam" _ (ECoLam Γ Δ cv te' t1' t2' ξ lev e')
+                                             weakTypeToTypeOfKind φ te ★ >>= fun te' =>
+                                               weakTypeToTypeOfKind φ t1 cv >>= fun t1' =>
+                                                 weakTypeToTypeOfKind φ t2 cv >>= fun t2' =>
+                                                   weakExprToStrongExpr Γ (_ :: Δ) φ (weakPsi ψ) ξ ig te' lev e >>= fun e' =>
+                                                     castExpr we "WECoLam" _ _ (ECoLam Γ Δ cv te' t1' t2' ξ lev e')
 
     | WECast  e co                      => let (t1,t2) := weakCoercionTypes co in
-                                             weakTypeToType'' φ t1 ★ >>= fun t1' =>
-                                               weakTypeToType'' φ t2 ★ >>= fun t2' =>
-                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ t1' lev e >>= fun e' =>
-                                                     castExpr we "WECast" _ 
+                                             weakTypeToTypeOfKind φ t1 ★ >>= fun t1' =>
+                                               weakTypeToTypeOfKind φ t2 ★ >>= fun t2' =>
+                                                   weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig t1' lev e >>= fun e' =>
+                                                     castExpr we "WECast" _ _
                                                        (ECast Γ Δ ξ t1' t2' (weakCoercionToHaskCoercion _ _ _ co) lev e')
 
     | WELetRec rb   e                   =>
-      let ξ' := update_ξ ξ (map (fun x => ((fst x),(snd x @@ lev))) _)
-      in let binds := 
+      let ξ' := update_xi ξ lev _ in
+      let ig' := update_ig ig (map (fun x:(WeakExprVar*_) => (fst x):CoreVar) (leaves rb)) in
+      let binds := 
         (fix binds (t:Tree ??(WeakExprVar * WeakExpr))
           : ???(ELetRecBindings Γ Δ ξ' lev (varsTypes t φ)) :=
         match t with
           | T_Leaf None           => let case_nil := tt in OK (ELR_nil _ _ _ _)
-          | T_Leaf (Some (wev,e)) => let case_some := tt in (fun e' => _) (fun τ => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' τ lev e)
+          | T_Leaf (Some (wev,e)) => let case_some := tt in (fun e' => _) (fun τ => weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' ig' τ lev e)
           | T_Branch b1 b2        =>
             binds b1 >>= fun b1' =>
               binds b2 >>= fun b2' =>
                 OK (ELR_branch Γ Δ ξ' lev _ _ b1' b2')
         end) rb
       in binds >>= fun binds' =>
-           weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' τ lev e >>= fun e' =>       
-             OK (ELetRec Γ Δ ξ lev τ _ binds' e')
-
-    | WECase vscrut ve tbranches tc avars alts =>
-        weakTypeToType'' φ (vscrut:WeakType) ★  >>= fun tv =>
-          weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ tv lev ve >>= fun ve' =>
-            let ξ' := update_ξ ξ (((vscrut:CoreVar),tv@@lev)::nil) in
-              mkAvars avars (tyConKind tc) φ >>= fun avars' =>
-                weakTypeToType'' φ tbranches ★  >>= fun tbranches' =>
-                  (fix mkTree (t:Tree ??(AltCon*list WeakTypeVar*list WeakCoerVar*list WeakExprVar*WeakExpr)) : ???(Tree
-                      ??{scb : StrongCaseBranchWithVVs CoreVar CoreVarEqDecidable tc avars' &
-                        Expr (sac_Γ scb Γ) (sac_Δ scb Γ avars' (weakCK'' Δ))(scbwv_ξ scb ξ' lev)(weakLT' (tbranches' @@  lev))}) := 
+         checkDistinct CoreVarEqDecidable (map (@fst _ _) (leaves (varsTypes rb φ))) >>= fun rb_distinct =>
+           weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ' ig' τ lev e >>= fun e' =>       
+             OK (ELetRec Γ Δ ξ lev τ _ _ binds' e')
+
+    | WECase vscrut escrut tbranches tc avars alts =>
+        weakTypeOfWeakExpr escrut >>= fun tscrut =>
+          weakTypeToTypeOfKind φ tscrut ★ >>= fun tscrut' =>
+            if doesWeakVarOccurAlts vscrut alts
+            then Error "encountered a Case which actually used its binder - these should have been desugared away!!"
+            else mkAvars avars (tyConKind tc) φ >>= fun avars' =>
+                weakTypeToTypeOfKind φ tbranches ★  >>= fun tbranches' =>
+                  (fix mkTree (t:Tree ??(WeakAltCon*list WeakTypeVar*list WeakCoerVar*list WeakExprVar*WeakExpr)) : ???(Tree
+                      ??{ sac : _ & {scb : StrongCaseBranchWithVVs CoreVar CoreVarEqDecidable tc avars' sac &
+                        Expr (sac_gamma sac Γ) (sac_delta sac Γ avars' (weakCK'' Δ))(scbwv_xi scb ξ lev)(weakT' tbranches')(weakL' lev)}}) := 
                     match t with
                       | T_Leaf None           => OK []
                       | T_Leaf (Some (ac,extyvars,coervars,exprvars,ebranch)) => 
                         mkStrongAltConPlusJunk' tc ac >>= fun sac =>
                           list2vecOrFail (map (fun ev:WeakExprVar => ev:CoreVar) exprvars) _ (fun _ _ => "WECase")
                           >>= fun exprvars' =>
-                            let scb := @Build_StrongCaseBranchWithVVs CoreVar CoreVarEqDecidable tc Γ avars' sac exprvars' in
-                              weakExprToStrongExpr (sac_Γ scb Γ) (sac_Δ scb Γ avars' (weakCK'' Δ)) (sacpj_φ sac _ φ)
-                              (sacpj_ψ sac _ _ avars' ψ)
-                              (scbwv_ξ scb ξ' lev) (weakT' tbranches') (weakL' lev) ebranch >>= fun ebranch' =>
+                            (let case_pf := tt in _) >>= fun pf =>
+                            let scb := @Build_StrongCaseBranchWithVVs CoreVar CoreVarEqDecidable tc Γ avars' sac exprvars' pf in
+                              weakExprToStrongExpr (sac_gamma sac Γ) (sac_delta sac Γ avars' (weakCK'' Δ)) (sacpj_phi sac _ φ)
+                              (sacpj_psi sac _ _ avars' ψ)
+                              (scbwv_xi scb ξ lev)
+                              (update_ig ig (map (@fst _ _) (vec2list (scbwv_varstypes scb))))
+                              (weakT' tbranches') (weakL' lev) ebranch >>= fun ebranch' =>
                                 let case_case := tt in OK [ _ ]
                       | T_Branch b1 b2        =>
                         mkTree b1 >>= fun b1' =>
                           mkTree b2 >>= fun b2' =>
                             OK (b1',,b2')
                     end) alts >>= fun tree =>
-                  castExpr we "ECaseScrut" _ (EVar Γ Δ ξ' vscrut) >>= fun escrut =>
-                      castExpr we "ECase" _ (ECase Γ Δ ξ' lev tc tbranches' avars' escrut tree)
-                        >>= fun ecase' => OK (ELet _ _ _ tv _ lev (vscrut:CoreVar) ve' ecase')
-
-
-
-    end)).
 
+                    weakExprToStrongExpr Γ Δ φ ψ ξ ig (caseType tc avars') lev escrut >>= fun escrut' =>
+                      castExpr we "ECase" τ lev (ECase Γ Δ ξ lev tc tbranches' avars' escrut' tree)
+    end)); try clear binds; try apply ConcatenableString.
+  
     destruct case_some.
     apply (addErrorMessage "case_some").
       simpl.
-      destruct (weakTypeToType'' φ wev ★); try apply (Error error_message).
+      destruct (weakTypeToTypeOfKind φ wev ★); try apply (Error error_message).
       matchThings h (unlev (ξ' wev)) "LetRec".
       destruct wev.
       rewrite matchTypeVars_pf.
@@ -627,9 +715,23 @@ Definition weakExprToStrongExpr : forall
       destruct e''; try apply (Error error_message).
       apply OK.
       apply ELR_leaf.
+      unfold ξ'.
+      simpl.
+      induction (leaves (varsTypes rb φ)).
+        simpl; auto.
+        destruct (ξ c).
+        simpl.
       apply e1.
+      rewrite mapleaves.
+      apply rb_distinct.
+
+    destruct case_pf.
+      set (distinct_decidable (vec2list exprvars')) as dec.
+      destruct dec; [ idtac | apply (Error "malformed HaskWeak: case branch with variables repeated") ].
+      apply OK; auto.
 
     destruct case_case.
+      exists sac.
       exists scb.
       apply ebranch'.