[project @ 2004-11-11 08:58:23 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMType.lhs
index 7c75d91..09bbc26 100644 (file)
@@ -11,31 +11,33 @@ module TcMType (
 
   --------------------------------
   -- Creating new mutable type variables
-  newTyVar, newSigTyVar,
-  newTyVarTy,          -- Kind -> TcM TcType
-  newTyVarTys,         -- Int -> Kind -> TcM [TcType]
-  newKindVar, newKindVars, newBoxityVar,
-  putTcTyVar, getTcTyVar,
-  newMutTyVar, readMutTyVar, writeMutTyVar, 
+  newFlexiTyVar,
+  newTyFlexiVarTy,             -- Kind -> TcM TcType
+  newTyFlexiVarTys,            -- Int -> Kind -> TcM [TcType]
+  newKindVar, newKindVars, 
+  lookupTcTyVar, condLookupTcTyVar, LookupTyVarResult(..),
+  newMetaTyVar, readMetaTyVar, writeMetaTyVar, putMetaTyVar, 
 
   --------------------------------
   -- Instantiation
   tcInstTyVar, tcInstTyVars, tcInstType, 
+  tcSkolTyVar, tcSkolTyVars, tcSkolType,
 
   --------------------------------
   -- Checking type validity
-  Rank, UserTypeCtxt(..), checkValidType, pprUserTypeCtxt,
+  Rank, UserTypeCtxt(..), checkValidType, pprHsSigCtxt,
   SourceTyCtxt(..), checkValidTheta, checkFreeness,
   checkValidInstHead, instTypeErr, checkAmbiguity,
-  arityErr, 
+  arityErr, isRigidType,
 
   --------------------------------
   -- Zonking
-  zonkType,
-  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, 
+  zonkType, zonkTcPredType, 
+  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, zonkQuantifiedTyVar,
   zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcClassConstraints, zonkTcThetaType,
-  zonkTcPredType, zonkTcTyVarToTyVar, 
-  zonkTcKindToKind
+  zonkTcKindToKind, zonkTcKind,
+
+  readKindVar, writeKindVar
 
   ) where
 
@@ -43,41 +45,44 @@ module TcMType (
 
 
 -- friends:
+import HsSyn           ( LHsType )
 import TypeRep         ( Type(..), PredType(..), TyNote(..),    -- Friend; can see representation
                          Kind, ThetaType
                        ) 
 import TcType          ( TcType, TcThetaType, TcTauType, TcPredType,
-                         TcTyVarSet, TcKind, TcTyVar, TyVarDetails(..),
-                         tcEqType, tcCmpPred, isClassPred,
+                         TcTyVarSet, TcKind, TcTyVar, TcTyVarDetails(..), 
+                         MetaDetails(..), SkolemInfo(..), isMetaTyVar, metaTvRef,
+                         tcCmpPred, isClassPred, 
                          tcSplitPhiTy, tcSplitPredTy_maybe, tcSplitAppTy_maybe, 
                          tcSplitTyConApp_maybe, tcSplitForAllTys,
                          tcIsTyVarTy, tcSplitSigmaTy, tcIsTyVarTy,
-                         isUnLiftedType, isIPPred, 
-
+                         isUnLiftedType, isIPPred, isImmutableTyVar,
+                         typeKind, isFlexi, isSkolemTyVar,
                          mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, 
                          tyVarsOfPred, getClassPredTys_maybe,
-
-                         liftedTypeKind, defaultKind, superKind,
-                         superBoxity, liftedBoxity, typeKind,
                          tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
-                         eqKind, isTypeKind, 
+                         pprPred, pprTheta, pprClassPred )
+import Kind            ( Kind(..), KindVar(..), mkKindVar, isSubKind,
+                         isLiftedTypeKind, isArgTypeKind, isOpenTypeKind,
+                         liftedTypeKind, defaultKind
                        )
-import Subst           ( Subst, mkTopTyVarSubst, substTy )
+import Type            ( TvSubst, zipTopTvSubst, substTy )
 import Class           ( Class, classArity, className )
 import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon, isUnboxedTupleTyCon, 
                          tyConArity, tyConName )
-import Var             ( TyVar, tyVarKind, tyVarName, isTyVar, 
-                         mkTyVar, mkMutTyVar, isMutTyVar, mutTyVarRef )
+import Var             ( TyVar, tyVarKind, tyVarName, 
+                         mkTyVar, mkTcTyVar, tcTyVarDetails, isTcTyVar )
 
 -- others:
 import TcRnMonad          -- TcType, amongst others
 import FunDeps         ( grow )
-import PprType         ( pprPred, pprTheta, pprClassPred )
-import Name            ( Name, setNameUnique, mkSystemTvNameEncoded )
+import Name            ( Name, setNameUnique, mkSysTvName )
 import VarSet
+import VarEnv
 import CmdLineOpts     ( dopt, DynFlag(..) )
 import Util            ( nOfThem, isSingleton, equalLength, notNull )
 import ListSetOps      ( removeDups )
+import SrcLoc          ( unLoc )
 import Outputable
 \end{code}
 
@@ -89,49 +94,55 @@ import Outputable
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-newMutTyVar :: Name -> Kind -> TyVarDetails -> TcM TyVar
-newMutTyVar name kind details
-  = do { ref <- newMutVar Nothing ;
-        return (mkMutTyVar name kind details ref) }
-
-readMutTyVar :: TyVar -> TcM (Maybe Type)
-readMutTyVar tyvar = readMutVar (mutTyVarRef tyvar)
+newMetaTyVar :: Name -> Kind -> MetaDetails -> TcM TyVar
+newMetaTyVar name kind details
+  = do { ref <- newMutVar details ;
+        return (mkTcTyVar name kind (MetaTv ref)) }
 
-writeMutTyVar :: TyVar -> Maybe Type -> TcM ()
-writeMutTyVar tyvar val = writeMutVar (mutTyVarRef tyvar) val
+readMetaTyVar :: TyVar -> TcM MetaDetails
+readMetaTyVar tyvar = ASSERT2( isMetaTyVar tyvar, ppr tyvar )
+                     readMutVar (metaTvRef tyvar)
 
-newTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
-newTyVar kind
-  = newUnique  `thenM` \ uniq ->
-    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("t")) kind VanillaTv
+writeMetaTyVar :: TyVar -> MetaDetails -> TcM ()
+writeMetaTyVar tyvar val = ASSERT2( isMetaTyVar tyvar, ppr tyvar ) 
+                          writeMutVar (metaTvRef tyvar) val
 
-newSigTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
-newSigTyVar kind
+newFlexiTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
+newFlexiTyVar kind
   = newUnique  `thenM` \ uniq ->
-    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("s")) kind SigTv
+    newMetaTyVar (mkSysTvName uniq FSLIT("t")) kind Flexi
 
-newTyVarTy  :: Kind -> TcM TcType
-newTyVarTy kind
-  = newTyVar kind      `thenM` \ tc_tyvar ->
+newTyFlexiVarTy  :: Kind -> TcM TcType
+newTyFlexiVarTy kind
+  = newFlexiTyVar kind `thenM` \ tc_tyvar ->
     returnM (TyVarTy tc_tyvar)
 
-newTyVarTys :: Int -> Kind -> TcM [TcType]
-newTyVarTys n kind = mappM newTyVarTy (nOfThem n kind)
+newTyFlexiVarTys :: Int -> Kind -> TcM [TcType]
+newTyFlexiVarTys n kind = mappM newTyFlexiVarTy (nOfThem n kind)
+
+isRigidType :: TcType -> TcM Bool
+-- Check that the type is rigid, *taking the type refinement into account*
+-- In other words if a rigid type variable tv is refined to a wobbly type,
+-- the answer should be False
+-- ToDo: can this happen?
+isRigidType ty
+  = do { rigids <- mapM is_rigid (varSetElems (tyVarsOfType ty))
+       ; return (and rigids) }
+  where
+    is_rigid tv = do { details <- lookupTcTyVar tv
+                    ; case details of
+                       RigidTv            -> return True
+                       IndirectTv True ty -> isRigidType ty
+                       other              -> return False
+                    }
 
 newKindVar :: TcM TcKind
-newKindVar
-  = newUnique                                                  `thenM` \ uniq ->
-    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("k")) superKind VanillaTv    `thenM` \ kv ->
-    returnM (TyVarTy kv)
+newKindVar = do        { uniq <- newUnique
+               ; ref <- newMutVar Nothing
+               ; return (KindVar (mkKindVar uniq ref)) }
 
 newKindVars :: Int -> TcM [TcKind]
 newKindVars n = mappM (\ _ -> newKindVar) (nOfThem n ())
-
-newBoxityVar :: TcM TcKind     -- Really TcBoxity
-  = newUnique                                            `thenM` \ uniq ->
-    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("bx")) 
-               superBoxity VanillaTv                     `thenM` \ kv ->
-    returnM (TyVarTy kv)
 \end{code}
 
 
@@ -143,38 +154,38 @@ newBoxityVar :: TcM TcKind        -- Really TcBoxity
 
 Instantiating a bunch of type variables
 
-\begin{code}
-tcInstTyVars :: TyVarDetails -> [TyVar] 
-            -> TcM ([TcTyVar], [TcType], Subst)
+Note [TyVarName]
+~~~~~~~~~~~~~~~~
+Note that we don't change the print-name
+This won't confuse the type checker but there's a chance
+that two different tyvars will print the same way 
+in an error message.  -dppr-debug will show up the difference
+Better watch out for this.  If worst comes to worst, just
+use mkSystemName.
 
-tcInstTyVars tv_details tyvars
-  = mappM (tcInstTyVar tv_details) tyvars      `thenM` \ tc_tyvars ->
-    let
-       tys = mkTyVarTys tc_tyvars
-    in
-    returnM (tc_tyvars, tys, mkTopTyVarSubst tyvars tys)
+
+\begin{code}
+-----------------------
+tcInstTyVars :: [TyVar] -> TcM ([TcTyVar], [TcType], TvSubst)
+tcInstTyVars tyvars
+  = do { tc_tvs <- mappM tcInstTyVar tyvars
+       ; let tys = mkTyVarTys tc_tvs
+       ; returnM (tc_tvs, tys, zipTopTvSubst tyvars tys) }
                -- Since the tyvars are freshly made,
                -- they cannot possibly be captured by
-               -- any existing for-alls.  Hence mkTopTyVarSubst
-
-tcInstTyVar tv_details tyvar
-  = newUnique          `thenM` \ uniq ->
-    let
-       name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
-       -- Note that we don't change the print-name
-       -- This won't confuse the type checker but there's a chance
-       -- that two different tyvars will print the same way 
-       -- in an error message.  -dppr-debug will show up the difference
-       -- Better watch out for this.  If worst comes to worst, just
-       -- use mkSystemName.
-    in
-    newMutTyVar name (tyVarKind tyvar) tv_details
+               -- any existing for-alls.  Hence zipTopTvSubst
 
-tcInstType :: TyVarDetails -> TcType -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
+tcInstTyVar tyvar
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; let name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
+               -- See Note [TyVarName]
+       ; newMetaTyVar name (tyVarKind tyvar) Flexi }
+
+tcInstType :: TcType -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
 -- tcInstType instantiates the outer-level for-alls of a TcType with
 -- fresh (mutable) type variables, splits off the dictionary part, 
 -- and returns the pieces.
-tcInstType tv_details ty
+tcInstType ty
   = case tcSplitForAllTys ty of
        ([],     rho) ->        -- There may be overloading despite no type variables;
                                --      (?x :: Int) => Int -> Int
@@ -183,8 +194,37 @@ tcInstType tv_details ty
                         in
                         returnM ([], theta, tau)
 
-       (tyvars, rho) -> tcInstTyVars tv_details tyvars         `thenM` \ (tyvars', _, tenv) ->
+       (tyvars, rho) -> tcInstTyVars tyvars            `thenM` \ (tyvars', _, tenv) ->
+                        let
+                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy (substTy tenv rho)
+                        in
+                        returnM (tyvars', theta, tau)
+
+---------------------------------------------
+-- Similar functions but for skolem constants
+
+tcSkolTyVars :: SkolemInfo -> [TyVar] -> TcM [TcTyVar]
+tcSkolTyVars info tyvars = mappM (tcSkolTyVar info) tyvars
+  
+tcSkolTyVar :: SkolemInfo -> TyVar -> TcM TcTyVar
+tcSkolTyVar info tyvar
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; let name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
+               -- See Note [TyVarName]
+       ; return (mkTcTyVar name (tyVarKind tyvar) 
+                           (SkolemTv info)) }
+
+tcSkolType :: SkolemInfo -> TcType -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
+tcSkolType info ty
+  = case tcSplitForAllTys ty of
+       ([],     rho) -> let
+                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy rho
+                        in
+                        returnM ([], theta, tau)
+
+       (tyvars, rho) -> tcSkolTyVars info tyvars       `thenM` \ tyvars' ->
                         let
+                          tenv = zipTopTvSubst tyvars (mkTyVarTys tyvars')
                           (theta, tau) = tcSplitPhiTy (substTy tenv rho)
                         in
                         returnM (tyvars', theta, tau)
@@ -198,30 +238,26 @@ tcInstType tv_details ty
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-putTcTyVar :: TcTyVar -> TcType -> TcM TcType
-getTcTyVar :: TcTyVar -> TcM (Maybe TcType)
-\end{code}
-
-Putting is easy:
-
-\begin{code}
-putTcTyVar tyvar ty 
-  | not (isMutTyVar tyvar)
+putMetaTyVar :: TcTyVar -> TcType -> TcM ()
+#ifndef DEBUG
+putMetaTyVar tyvar ty = writeMetaTyVar tyvar (Indirect ty)
+#else
+putMetaTyVar tyvar ty
+  | not (isMetaTyVar tyvar)
   = pprTrace "putTcTyVar" (ppr tyvar) $
-    returnM ty
+    returnM ()
 
   | otherwise
-  = ASSERT( isMutTyVar tyvar )
-    writeMutTyVar tyvar (Just ty)      `thenM_`
-    returnM ty
+  = ASSERT( isMetaTyVar tyvar )
+    ASSERT2( k2 `isSubKind` k1, (ppr tyvar <+> ppr k1) $$ (ppr ty <+> ppr k2) )
+    do { ASSERTM( do { details <- readMetaTyVar tyvar; return (isFlexi details) } )
+       ; writeMetaTyVar tyvar (Indirect ty) }
+  where
+    k1 = tyVarKind tyvar
+    k2 = typeKind ty
+#endif
 \end{code}
 
-Getting is more interesting.  The easy thing to do is just to read, thus:
-
-\begin{verbatim}
-getTcTyVar tyvar = readMutTyVar tyvar
-\end{verbatim}
-
 But it's more fun to short out indirections on the way: If this
 version returns a TyVar, then that TyVar is unbound.  If it returns
 any other type, then there might be bound TyVars embedded inside it.
@@ -229,36 +265,80 @@ any other type, then there might be bound TyVars embedded inside it.
 We return Nothing iff the original box was unbound.
 
 \begin{code}
+data LookupTyVarResult -- The result of a lookupTcTyVar call
+  = FlexiTv
+  | RigidTv
+  | IndirectTv Bool TcType
+       --      True  => This is a non-wobbly type refinement, 
+       --               gotten from GADT match unification
+       --      False => This is a wobbly type, 
+       --               gotten from inference unification
+
+lookupTcTyVar :: TcTyVar -> TcM LookupTyVarResult
+-- This function is the ONLY PLACE that we consult the 
+-- type refinement carried by the monad
+--
+-- The boolean returned with Indirect
+lookupTcTyVar tyvar 
+  = case tcTyVarDetails tyvar of
+      SkolemTv _ -> do { type_reft <- getTypeRefinement
+                       ; case lookupVarEnv type_reft tyvar of
+                           Just ty -> return (IndirectTv True ty)
+                           Nothing -> return RigidTv
+                       }
+      MetaTv ref -> do         { details <- readMutVar ref
+                       ; case details of
+                           Indirect ty -> return (IndirectTv False ty)
+                           Flexi       -> return FlexiTv
+                       }
+
+-- Look up a meta type variable, conditionally consulting 
+-- the current type refinement
+condLookupTcTyVar :: Bool -> TcTyVar -> TcM LookupTyVarResult
+condLookupTcTyVar use_refinement tyvar 
+  | use_refinement = lookupTcTyVar tyvar
+  | otherwise
+  = case tcTyVarDetails tyvar of
+      SkolemTv _ -> return RigidTv
+      MetaTv ref -> do { details <- readMutVar ref
+                       ; case details of
+                           Indirect ty -> return (IndirectTv False ty)
+                           Flexi       -> return FlexiTv
+                       }
+
+{- 
+-- gaw 2004 We aren't shorting anything out anymore, at least for now
 getTcTyVar tyvar
-  | not (isMutTyVar tyvar)
+  | not (isTcTyVar tyvar)
   = pprTrace "getTcTyVar" (ppr tyvar) $
     returnM (Just (mkTyVarTy tyvar))
 
   | otherwise
-  = ASSERT2( isMutTyVar tyvar, ppr tyvar )
-    readMutTyVar tyvar                         `thenM` \ maybe_ty ->
+  = ASSERT2( isTcTyVar tyvar, ppr tyvar )
+    readMetaTyVar tyvar                                `thenM` \ maybe_ty ->
     case maybe_ty of
        Just ty -> short_out ty                         `thenM` \ ty' ->
-                  writeMutTyVar tyvar (Just ty')       `thenM_`
+                  writeMetaTyVar tyvar (Just ty')      `thenM_`
                   returnM (Just ty')
 
        Nothing    -> returnM Nothing
 
 short_out :: TcType -> TcM TcType
 short_out ty@(TyVarTy tyvar)
-  | not (isMutTyVar tyvar)
+  | not (isTcTyVar tyvar)
   = returnM ty
 
   | otherwise
-  = readMutTyVar tyvar `thenM` \ maybe_ty ->
+  = readMetaTyVar tyvar        `thenM` \ maybe_ty ->
     case maybe_ty of
        Just ty' -> short_out ty'                       `thenM` \ ty' ->
-                   writeMutTyVar tyvar (Just ty')      `thenM_`
+                   writeMetaTyVar tyvar (Just ty')     `thenM_`
                    returnM ty'
 
        other    -> returnM ty
 
 short_out other_ty = returnM other_ty
+-}
 \end{code}
 
 
@@ -279,14 +359,14 @@ zonkTcTyVarsAndFV tyvars = mappM zonkTcTyVar tyvars       `thenM` \ tys ->
                           returnM (tyVarsOfTypes tys)
 
 zonkTcTyVar :: TcTyVar -> TcM TcType
-zonkTcTyVar tyvar = zonkTyVar (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) tyvar
+zonkTcTyVar tyvar = zonkTyVar (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) True tyvar
 \end{code}
 
 -----------------  Types
 
 \begin{code}
 zonkTcType :: TcType -> TcM TcType
-zonkTcType ty = zonkType (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) ty
+zonkTcType ty = zonkType (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) True ty
 
 zonkTcTypes :: [TcType] -> TcM [TcType]
 zonkTcTypes tys = mappM zonkTcType tys
@@ -312,48 +392,38 @@ zonkTcPredType (IParam n t)
                     are used at the end of type checking
 
 \begin{code}
-zonkTcKindToKind :: TcKind -> TcM Kind
-zonkTcKindToKind tc_kind 
-  = zonkType zonk_unbound_kind_var tc_kind
-  where
-       -- When zonking a kind, we want to
-       --      zonk a *kind* variable to (Type *)
-       --      zonk a *boxity* variable to *
-    zonk_unbound_kind_var kv 
-       | tyVarKind kv `eqKind` superKind   = putTcTyVar kv liftedTypeKind
-       | tyVarKind kv `eqKind` superBoxity = putTcTyVar kv liftedBoxity
-       | otherwise                         = pprPanic "zonkKindEnv" (ppr kv)
-                       
--- zonkTcTyVarToTyVar is applied to the *binding* occurrence 
--- of a type variable, at the *end* of type checking.  It changes
--- the *mutable* type variable into an *immutable* one.
--- 
--- It does this by making an immutable version of tv and binds tv to it.
--- Now any bound occurences of the original type variable will get 
--- zonked to the immutable version.
-
-zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar -> TcM TyVar
-zonkTcTyVarToTyVar tv
-  = let
-               -- Make an immutable version, defaulting 
-               -- the kind to lifted if necessary
-       immut_tv    = mkTyVar (tyVarName tv) (defaultKind (tyVarKind tv))
-       immut_tv_ty = mkTyVarTy immut_tv
-
-        zap tv = putTcTyVar tv immut_tv_ty
-               -- Bind the mutable version to the immutable one
-    in 
-       -- If the type variable is mutable, then bind it to immut_tv_ty
-       -- so that all other occurrences of the tyvar will get zapped too
-    zonkTyVar zap tv           `thenM` \ ty2 ->
-
-       -- This warning shows up if the allegedly-unbound tyvar is
-       -- already bound to something.  It can actually happen, and 
-       -- in a harmless way (see [Silly Type Synonyms] below) so
-       -- it's only a warning
-    WARN( not (immut_tv_ty `tcEqType` ty2), ppr tv $$ ppr immut_tv $$ ppr ty2 )
-
-    returnM immut_tv
+zonkQuantifiedTyVar :: TcTyVar -> TcM TyVar
+-- zonkQuantifiedTyVar is applied to the a TcTyVar when quantifying over it.
+-- It might be a meta TyVar, in which case we freeze it into an ordinary TyVar.
+-- When we do this, we also default the kind -- see notes with Kind.defaultKind
+-- The meta tyvar is updated to point to the new regular TyVar.  Now any 
+-- bound occurences of the original type variable will get zonked to 
+-- the immutable version.
+--
+-- We leave skolem TyVars alone; they are imutable.
+zonkQuantifiedTyVar tv
+  | isSkolemTyVar tv = return tv
+       -- It might be a skolem type variable, 
+       -- for example from a user type signature
+
+  | otherwise  -- It's a meta-type-variable
+  = do { details <- readMetaTyVar tv
+
+       -- Create the new, frozen, regular type variable
+       ; let final_kind = defaultKind (tyVarKind tv)
+             final_tv   = mkTyVar (tyVarName tv) final_kind
+
+       -- Bind the meta tyvar to the new tyvar
+       ; case details of
+           Indirect ty -> WARN( True, ppr tv $$ ppr ty ) 
+                          return ()
+               -- [Sept 04] I don't think this should happen
+               -- See note [Silly Type Synonym]
+
+           other -> writeMetaTyVar tv (Indirect (mkTyVarTy final_tv))
+
+       -- Return the new tyvar
+       ; return final_tv }
 \end{code}
 
 [Silly Type Synonyms]
@@ -381,10 +451,15 @@ Consider this:
 
 * So we get a dict binding for Num (C d a), which is zonked to give
        a = ()
+  [Note Sept 04: now that we are zonking quantified type variables
+  on construction, the 'a' will be frozen as a regular tyvar on
+  quantification, so the floated dict will still have type (C d a).
+  Which renders this whole note moot; happily!]
 
 * Then the /\a abstraction has a zonked 'a' in it.
 
-All very silly.   I think its harmless to ignore the problem.
+All very silly.   I think its harmless to ignore the problem.  We'll end up with
+a /\a in the final result but all the occurrences of a will be zonked to ()
 
 
 %************************************************************************
@@ -396,25 +471,21 @@ All very silly.   I think its harmless to ignore the problem.
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
--- zonkType is used for Kinds as well
-
 -- For unbound, mutable tyvars, zonkType uses the function given to it
 -- For tyvars bound at a for-all, zonkType zonks them to an immutable
 --     type variable and zonks the kind too
 
 zonkType :: (TcTyVar -> TcM Type)      -- What to do with unbound mutable type variables
                                        -- see zonkTcType, and zonkTcTypeToType
-        -> TcType
+        -> Bool                        -- Should we consult the current type refinement?
+         -> TcType
         -> TcM Type
-zonkType unbound_var_fn ty
+zonkType unbound_var_fn rflag ty
   = go ty
   where
     go (TyConApp tycon tys)      = mappM go tys        `thenM` \ tys' ->
                                    returnM (TyConApp tycon tys')
 
-    go (NewTcApp tycon tys)      = mappM go tys        `thenM` \ tys' ->
-                                   returnM (NewTcApp tycon tys')
-
     go (NoteTy (SynNote ty1) ty2) = go ty1             `thenM` \ ty1' ->
                                    go ty2              `thenM` \ ty2' ->
                                    returnM (NoteTy (SynNote ty1') ty2')
@@ -436,11 +507,11 @@ zonkType unbound_var_fn ty
                -- to pull the TyConApp to the top.
 
        -- The two interesting cases!
-    go (TyVarTy tyvar)     = zonkTyVar unbound_var_fn tyvar
+    go (TyVarTy tyvar)     = zonkTyVar unbound_var_fn rflag tyvar
 
-    go (ForAllTy tyvar ty) = zonkTcTyVarToTyVar tyvar  `thenM` \ tyvar' ->
-                            go ty                      `thenM` \ ty' ->
-                            returnM (ForAllTy tyvar' ty')
+    go (ForAllTy tyvar ty) = ASSERT( isImmutableTyVar tyvar )
+                            go ty              `thenM` \ ty' ->
+                            returnM (ForAllTy tyvar ty')
 
     go_pred (ClassP c tys) = mappM go tys      `thenM` \ tys' ->
                             returnM (ClassP c tys')
@@ -448,25 +519,66 @@ zonkType unbound_var_fn ty
                             returnM (IParam n ty')
 
 zonkTyVar :: (TcTyVar -> TcM Type)             -- What to do for an unbound mutable variable
-         -> TcTyVar -> TcM TcType
-zonkTyVar unbound_var_fn tyvar 
-  | not (isMutTyVar tyvar)     -- Not a mutable tyvar.  This can happen when
-                               -- zonking a forall type, when the bound type variable
-                               -- needn't be mutable
-  = ASSERT( isTyVar tyvar )            -- Should not be any immutable kind vars
-    returnM (TyVarTy tyvar)
+          -> Bool                               -- Consult the type refinement?
+         -> TcTyVar -> TcM TcType
+zonkTyVar unbound_var_fn rflag tyvar 
+  | not (isTcTyVar tyvar)      -- When zonking (forall a.  ...a...), the occurrences of 
+                               -- the quantified variable a are TyVars not TcTyVars
+  = returnM (TyVarTy tyvar)
 
   | otherwise
-  =  getTcTyVar tyvar  `thenM` \ maybe_ty ->
-     case maybe_ty of
-         Nothing       -> unbound_var_fn tyvar                 -- Mutable and unbound
-         Just other_ty -> zonkType unbound_var_fn other_ty     -- Bound
+  =  condLookupTcTyVar rflag tyvar  `thenM` \ details ->
+     case details of
+          -- If b is true, the variable was refined, and therefore it is okay
+          -- to continue refining inside.  Otherwise it was wobbly and we should
+          -- not refine further inside.
+         IndirectTv b ty -> zonkType unbound_var_fn b ty -- Bound flexi/refined rigid
+          FlexiTv         -> unbound_var_fn tyvar         -- Unbound flexi
+          RigidTv         -> return (TyVarTy tyvar)       -- Rigid, no zonking necessary
 \end{code}
 
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+                       Zonking kinds
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+readKindVar  :: KindVar -> TcM (Maybe TcKind)
+writeKindVar :: KindVar -> TcKind -> TcM ()
+readKindVar  (KVar _ ref)     = readMutVar ref
+writeKindVar (KVar _ ref) val = writeMutVar ref (Just val)
+
+-------------
+zonkTcKind :: TcKind -> TcM TcKind
+zonkTcKind (FunKind k1 k2) = do { k1' <- zonkTcKind k1
+                               ; k2' <- zonkTcKind k2
+                               ; returnM (FunKind k1' k2') }
+zonkTcKind k@(KindVar kv) = do { mb_kind <- readKindVar kv 
+                              ; case mb_kind of
+                                   Nothing -> returnM k
+                                   Just k  -> zonkTcKind k }
+zonkTcKind other_kind = returnM other_kind
+
+-------------
+zonkTcKindToKind :: TcKind -> TcM Kind
+zonkTcKindToKind (FunKind k1 k2) = do { k1' <- zonkTcKindToKind k1
+                                     ; k2' <- zonkTcKindToKind k2
+                                     ; returnM (FunKind k1' k2') }
+
+zonkTcKindToKind (KindVar kv) = do { mb_kind <- readKindVar kv 
+                                  ; case mb_kind of
+                                      Nothing -> return liftedTypeKind
+                                      Just k  -> zonkTcKindToKind k }
+
+zonkTcKindToKind OpenTypeKind = returnM liftedTypeKind -- An "Open" kind defaults to *
+zonkTcKindToKind other_kind   = returnM other_kind
+\end{code}
+                       
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{Checking a user type}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -526,16 +638,22 @@ data UserTypeCtxt
 -- With gla-exts that's right, but for H98 we should complain. 
 
 
-pprUserTypeCtxt (FunSigCtxt n)         = ptext SLIT("the type signature for") <+> quotes (ppr n)
-pprUserTypeCtxt ExprSigCtxt            = ptext SLIT("an expression type signature")
-pprUserTypeCtxt (ConArgCtxt c)         = ptext SLIT("the type of constructor") <+> quotes (ppr c)
-pprUserTypeCtxt (TySynCtxt c)          = ptext SLIT("the RHS of a type synonym declaration") <+> quotes (ppr c)
-pprUserTypeCtxt GenPatCtxt             = ptext SLIT("the type pattern of a generic definition")
-pprUserTypeCtxt PatSigCtxt             = ptext SLIT("a pattern type signature")
-pprUserTypeCtxt ResSigCtxt             = ptext SLIT("a result type signature")
-pprUserTypeCtxt (ForSigCtxt n)         = ptext SLIT("the foreign signature for") <+> quotes (ppr n)
-pprUserTypeCtxt (RuleSigCtxt n) = ptext SLIT("the type signature on") <+> quotes (ppr n)
-pprUserTypeCtxt DefaultDeclCtxt = ptext SLIT("a `default' declaration")
+pprHsSigCtxt :: UserTypeCtxt -> LHsType Name -> SDoc
+pprHsSigCtxt ctxt hs_ty = pprUserTypeCtxt (unLoc hs_ty) ctxt
+
+pprUserTypeCtxt ty (FunSigCtxt n)  = sep [ptext SLIT("In the type signature:"), pp_sig n ty]
+pprUserTypeCtxt ty ExprSigCtxt     = sep [ptext SLIT("In an expression type signature:"), nest 2 (ppr ty)]
+pprUserTypeCtxt ty (ConArgCtxt c)  = sep [ptext SLIT("In the type of the constructor"), pp_sig c ty]
+pprUserTypeCtxt ty (TySynCtxt c)   = sep [ptext SLIT("In the RHS of the type synonym") <+> quotes (ppr c) <> comma,
+                                         nest 2 (ptext SLIT(", namely") <+> ppr ty)]
+pprUserTypeCtxt ty GenPatCtxt      = sep [ptext SLIT("In the type pattern of a generic definition:"), nest 2 (ppr ty)]
+pprUserTypeCtxt ty PatSigCtxt      = sep [ptext SLIT("In a pattern type signature:"), nest 2 (ppr ty)]
+pprUserTypeCtxt ty ResSigCtxt      = sep [ptext SLIT("In a result type signature:"), nest 2 (ppr ty)]
+pprUserTypeCtxt ty (ForSigCtxt n)  = sep [ptext SLIT("In the foreign declaration:"), pp_sig n ty]
+pprUserTypeCtxt ty (RuleSigCtxt n) = sep [ptext SLIT("In the type signature:"), pp_sig n ty]
+pprUserTypeCtxt ty DefaultDeclCtxt = sep [ptext SLIT("In a type in a `default' declaration:"), nest 2 (ppr ty)]
+
+pp_sig n ty = nest 2 (ppr n <+> dcolon <+> ppr ty)
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -562,17 +680,18 @@ checkValidType ctxt ty
 
        actual_kind = typeKind ty
 
-       actual_kind_is_lifted = actual_kind `eqKind` liftedTypeKind
-
        kind_ok = case ctxt of
                        TySynCtxt _  -> True    -- Any kind will do
-                       GenPatCtxt   -> actual_kind_is_lifted
-                       ForSigCtxt _ -> actual_kind_is_lifted
-                       other        -> isTypeKind actual_kind
+                       ResSigCtxt   -> isOpenTypeKind   actual_kind
+                       ExprSigCtxt  -> isOpenTypeKind   actual_kind
+                       GenPatCtxt   -> isLiftedTypeKind actual_kind
+                       ForSigCtxt _ -> isLiftedTypeKind actual_kind
+                       other        -> isArgTypeKind       actual_kind
        
        ubx_tup | not gla_exts = UT_NotOk
                | otherwise    = case ctxt of
                                   TySynCtxt _ -> UT_Ok
+                                  ExprSigCtxt -> UT_Ok
                                   other       -> UT_NotOk
                -- Unboxed tuples ok in function results,
                -- but for type synonyms we allow them even at
@@ -642,9 +761,17 @@ check_tau_type :: Rank -> UbxTupFlag -> Type -> TcM ()
 -- Rank is allowed rank for function args
 -- No foralls otherwise
 
-check_tau_type rank ubx_tup ty@(ForAllTy _ _) = failWithTc (forAllTyErr ty)
-check_tau_type rank ubx_tup (PredTy sty)    = getDOpts         `thenM` \ dflags ->
-                                               check_source_ty dflags TypeCtxt sty
+check_tau_type rank ubx_tup ty@(ForAllTy _ _)       = failWithTc (forAllTyErr ty)
+check_tau_type rank ubx_tup ty@(FunTy (PredTy _) _) = failWithTc (forAllTyErr ty)
+       -- Reject e.g. (Maybe (?x::Int => Int)), with a decent error message
+
+-- Naked PredTys don't usually show up, but they can as a result of
+--     {-# SPECIALISE instance Ord Char #-}
+-- The Right Thing would be to fix the way that SPECIALISE instance pragmas
+-- are handled, but the quick thing is just to permit PredTys here.
+check_tau_type rank ubx_tup (PredTy sty) = getDOpts            `thenM` \ dflags ->
+                                          check_source_ty dflags TypeCtxt sty
+
 check_tau_type rank ubx_tup (TyVarTy _)       = returnM ()
 check_tau_type rank ubx_tup ty@(FunTy arg_ty res_ty)
   = check_poly_type rank UT_NotOk arg_ty       `thenM_`
@@ -679,9 +806,6 @@ check_tau_type rank ubx_tup (NoteTy (SynNote syn) ty)
 check_tau_type rank ubx_tup (NoteTy other_note ty)
   = check_tau_type rank ubx_tup ty
 
-check_tau_type rank ubx_tup (NewTcApp tc tys)
-  = mappM_ check_arg_type tys
-
 check_tau_type rank ubx_tup ty@(TyConApp tc tys)
   | isSynTyCon tc      
   =    -- NB: Type.mkSynTy builds a TyConApp (not a NoteTy) for an unsaturated
@@ -694,8 +818,8 @@ check_tau_type rank ubx_tup ty@(TyConApp tc tys)
   = doptM Opt_GlasgowExts                      `thenM` \ gla_exts ->
     checkTc (ubx_tup_ok gla_exts) ubx_tup_msg  `thenM_`
     mappM_ (check_tau_type (Rank 0) UT_Ok) tys 
-                       -- Args are allowed to be unlifted, or
-                       -- more unboxed tuples, so can't use check_arg_ty
+               -- Args are allowed to be unlifted, or
+               -- more unboxed tuples, so can't use check_arg_ty
 
   | otherwise
   = mappM_ check_arg_type tys
@@ -715,7 +839,7 @@ check_tau_type rank ubx_tup ty@(TyConApp tc tys)
     ubx_tup_msg = ubxArgTyErr ty
 
 ----------------------------------------
-forAllTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal polymorphic type:") <+> ppr ty
+forAllTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal polymorphic or qualified type:") <+> ppr ty
 unliftedArgErr  ty = ptext SLIT("Illegal unlifted type argument:") <+> ppr ty
 ubxArgTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal unboxed tuple type as function argument:") <+> ppr ty
 kindErr kind       = ptext SLIT("Expecting an ordinary type, but found a type of kind") <+> ppr kind