[project @ 2003-06-24 07:58:18 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMType.lhs
index d5d394e..207411c 100644 (file)
@@ -7,38 +7,35 @@ This module contains monadic operations over types that contain mutable type var
 
 \begin{code}
 module TcMType (
-  TcTyVar, TcKind, TcType, TcTauType, TcThetaType, TcRhoType, TcTyVarSet,
+  TcTyVar, TcKind, TcType, TcTauType, TcThetaType, TcTyVarSet,
 
   --------------------------------
   -- Creating new mutable type variables
-  newTyVar,
-  newTyVarTy,          -- Kind -> NF_TcM TcType
-  newTyVarTys,         -- Int -> Kind -> NF_TcM [TcType]
-  newKindVar, newKindVars, newBoxityVar,
+  newTyVar, newSigTyVar,
+  newTyVarTy,          -- Kind -> TcM TcType
+  newTyVarTys,         -- Int -> Kind -> TcM [TcType]
+  newKindVar, newKindVars, newOpenTypeKind,
+  putTcTyVar, getTcTyVar,
+  newMutTyVar, readMutTyVar, writeMutTyVar, 
 
   --------------------------------
   -- Instantiation
-  tcInstTyVar, tcInstTyVars,
-  tcInstSigVars, tcInstType,
-  tcSplitRhoTyM,
+  tcInstTyVar, tcInstTyVars, tcInstType, 
 
   --------------------------------
   -- Checking type validity
   Rank, UserTypeCtxt(..), checkValidType, pprUserTypeCtxt,
   SourceTyCtxt(..), checkValidTheta, 
-  checkValidInstHead, instTypeErr,
-
-  --------------------------------
-  -- Unification
-  unifyTauTy, unifyTauTyList, unifyTauTyLists, 
-  unifyFunTy, unifyListTy, unifyTupleTy,
-  unifyKind, unifyKinds, unifyOpenTypeKind,
+  checkValidTyCon, checkValidClass, 
+  checkValidInstHead, instTypeErr, checkAmbiguity,
+  arityErr,
 
   --------------------------------
   -- Zonking
-  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, zonkTcSigTyVars,
+  zonkType,
+  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, 
   zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcClassConstraints, zonkTcThetaType,
-  zonkTcPredType, zonkTcTypeToType, zonkTcTyVarToTyVar, zonkKindEnv,
+  zonkTcPredType, zonkTcTyVarToTyVar, zonkKindEnv,
 
   ) where
 
@@ -47,49 +44,47 @@ module TcMType (
 
 -- friends:
 import TypeRep         ( Type(..), SourceType(..), TyNote(..),  -- Friend; can see representation
-                         Kind, TauType, ThetaType, 
-                         openKindCon, typeCon
+                         Kind, ThetaType, typeCon
                        ) 
-import TcType          ( tcEqType, tcCmpPred,
-                         tcSplitRhoTy, tcSplitPredTy_maybe, tcSplitAppTy_maybe, 
-                         tcSplitTyConApp_maybe, tcSplitFunTy_maybe, tcSplitForAllTys,
-                         tcGetTyVar, tcIsTyVarTy, tcSplitSigmaTy, isUnLiftedType, isIPPred,
-
-                         mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, mkFunTy, mkTyConApp,
+import TcType          ( TcType, TcThetaType, TcTauType, TcPredType,
+                         TcTyVarSet, TcKind, TcTyVar, TyVarDetails(..),
+                         tcEqType, tcCmpPred, isClassPred,
+                         tcSplitPhiTy, tcSplitPredTy_maybe, tcSplitAppTy_maybe, 
+                         tcSplitTyConApp_maybe, tcSplitForAllTys,
+                         tcIsTyVarTy, tcSplitSigmaTy, mkTyConApp,
+                         isUnLiftedType, isIPPred, isTyVarTy,
+
+                         mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, 
                          tyVarsOfPred, getClassPredTys_maybe,
 
-                         liftedTypeKind, unliftedTypeKind, openTypeKind, defaultKind, superKind,
-                         superBoxity, liftedBoxity, hasMoreBoxityInfo, typeKind,
-                         tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tidyOpenType, tidyOpenTypes, tidyOpenTyVar,
-                         eqKind, isTypeKind,
-
+                         liftedTypeKind, openTypeKind, defaultKind, superKind,
+                         superBoxity, liftedBoxity, typeKind,
+                         tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
+                         eqKind, isTypeKind, 
                          isFFIArgumentTy, isFFIImportResultTy
                        )
 import Subst           ( Subst, mkTopTyVarSubst, substTy )
-import Class           ( classArity, className )
-import TyCon           ( TyCon, mkPrimTyCon, isSynTyCon, isUnboxedTupleTyCon, 
-                         isTupleTyCon, tyConArity, tupleTyConBoxity, tyConName )
-import PrimRep         ( PrimRep(VoidRep) )
-import Var             ( TyVar, varName, tyVarKind, tyVarName, isTyVar, mkTyVar,
-                         isMutTyVar, isSigTyVar )
+import Class           ( Class, DefMeth(..), classArity, className, classBigSig )
+import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon, isUnboxedTupleTyCon, 
+                         tyConArity, tyConName, tyConTheta, 
+                         getSynTyConDefn, tyConDataCons )
+import DataCon         ( DataCon, dataConWrapId, dataConName, dataConSig, dataConFieldLabels )
+import FieldLabel      ( fieldLabelName, fieldLabelType )
+import Var             ( TyVar, idType, idName, tyVarKind, tyVarName, isTyVar, 
+                         mkTyVar, mkMutTyVar, isMutTyVar, mutTyVarRef )
 
 -- others:
-import TcMonad          -- TcType, amongst others
-import TysWiredIn      ( voidTy, listTyCon, mkListTy, mkTupleTy )
+import Generics                ( validGenericMethodType )
+import TcRnMonad          -- TcType, amongst others
 import PrelNames       ( cCallableClassKey, cReturnableClassKey, hasKey )
 import ForeignCall     ( Safety(..) )
 import FunDeps         ( grow )
 import PprType         ( pprPred, pprSourceType, pprTheta, pprClassPred )
-import Name            ( Name, NamedThing(..), setNameUnique, mkSysLocalName,
-                         mkLocalName, mkDerivedTyConOcc, isSystemName
-                       )
+import Name            ( Name, setNameUnique, mkSystemTvNameEncoded )
 import VarSet
-import BasicTypes      ( Boxity, Arity, isBoxed )
 import CmdLineOpts     ( dopt, DynFlag(..) )
-import Unique          ( Uniquable(..) )
-import SrcLoc          ( noSrcLoc )
-import Util            ( nOfThem )
-import ListSetOps      ( removeDups )
+import Util            ( nOfThem, isSingleton, equalLength, notNull, lengthExceeds )
+import ListSetOps      ( equivClasses, removeDups )
 import Outputable
 \end{code}
 
@@ -101,64 +96,49 @@ import Outputable
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-newTyVar :: Kind -> NF_TcM TcTyVar
-newTyVar kind
-  = tcGetUnique        `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSysLocalName uniq SLIT("t")) kind
+newMutTyVar :: Name -> Kind -> TyVarDetails -> TcM TyVar
+newMutTyVar name kind details
+  = do { ref <- newMutVar Nothing ;
+        return (mkMutTyVar name kind details ref) }
 
-newTyVarTy  :: Kind -> NF_TcM TcType
-newTyVarTy kind
-  = newTyVar kind      `thenNF_Tc` \ tc_tyvar ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy tc_tyvar)
+readMutTyVar :: TyVar -> TcM (Maybe Type)
+readMutTyVar tyvar = readMutVar (mutTyVarRef tyvar)
 
-newTyVarTys :: Int -> Kind -> NF_TcM [TcType]
-newTyVarTys n kind = mapNF_Tc newTyVarTy (nOfThem n kind)
+writeMutTyVar :: TyVar -> Maybe Type -> TcM ()
+writeMutTyVar tyvar val = writeMutVar (mutTyVarRef tyvar) val
 
-newKindVar :: NF_TcM TcKind
-newKindVar
-  = tcGetUnique                                                `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSysLocalName uniq SLIT("k")) superKind    `thenNF_Tc` \ kv ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy kv)
-
-newKindVars :: Int -> NF_TcM [TcKind]
-newKindVars n = mapNF_Tc (\ _ -> newKindVar) (nOfThem n ())
-
-newBoxityVar :: NF_TcM TcKind
-newBoxityVar
-  = tcGetUnique                                                `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSysLocalName uniq SLIT("bx")) superBoxity `thenNF_Tc` \ kv ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy kv)
-\end{code}
+newTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
+newTyVar kind
+  = newUnique  `thenM` \ uniq ->
+    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("t")) kind VanillaTv
 
+newSigTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
+newSigTyVar kind
+  = newUnique  `thenM` \ uniq ->
+    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("s")) kind SigTv
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Type instantiation}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+newTyVarTy  :: Kind -> TcM TcType
+newTyVarTy kind
+  = newTyVar kind      `thenM` \ tc_tyvar ->
+    returnM (TyVarTy tc_tyvar)
 
-I don't understand why this is needed
-An old comments says "No need for tcSplitForAllTyM because a type 
-       variable can't be instantiated to a for-all type"
-But the same is true of rho types!
+newTyVarTys :: Int -> Kind -> TcM [TcType]
+newTyVarTys n kind = mappM newTyVarTy (nOfThem n kind)
 
-\begin{code}
-tcSplitRhoTyM :: TcType -> NF_TcM (TcThetaType, TcType)
-tcSplitRhoTyM t
-  = go t t []
- where
-       -- A type variable is never instantiated to a dictionary type,
-       -- so we don't need to do a tcReadVar on the "arg".
-    go syn_t (FunTy arg res) ts = case tcSplitPredTy_maybe arg of
-                                       Just pair -> go res res (pair:ts)
-                                       Nothing   -> returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
-    go syn_t (NoteTy n t)    ts = go syn_t t ts
-    go syn_t (TyVarTy tv)    ts = getTcTyVar tv                `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
-                                 case maybe_ty of
-                                   Just ty | not (tcIsTyVarTy ty) -> go syn_t ty ts
-                                   other                          -> returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
-    go syn_t (UsageTy _ t)   ts = go syn_t t ts
-    go syn_t t              ts = returnNF_Tc (reverse ts, syn_t)
+newKindVar :: TcM TcKind
+newKindVar
+  = newUnique                                                  `thenM` \ uniq ->
+    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("k")) superKind VanillaTv    `thenM` \ kv ->
+    returnM (TyVarTy kv)
+
+newKindVars :: Int -> TcM [TcKind]
+newKindVars n = mappM (\ _ -> newKindVar) (nOfThem n ())
+
+newOpenTypeKind :: TcM TcKind  -- Returns the kind (Type bx), where bx is fresh
+newOpenTypeKind
+  = newUnique                                                    `thenM` \ uniq ->
+    newMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("bx")) superBoxity VanillaTv  `thenM` \ kv ->
+    returnM (mkTyConApp typeCon [TyVarTy kv])
 \end{code}
 
 
@@ -171,21 +151,21 @@ tcSplitRhoTyM t
 Instantiating a bunch of type variables
 
 \begin{code}
-tcInstTyVars :: [TyVar] 
-            -> NF_TcM ([TcTyVar], [TcType], Subst)
+tcInstTyVars :: TyVarDetails -> [TyVar] 
+            -> TcM ([TcTyVar], [TcType], Subst)
 
-tcInstTyVars tyvars
-  = mapNF_Tc tcInstTyVar tyvars        `thenNF_Tc` \ tc_tyvars ->
+tcInstTyVars tv_details tyvars
+  = mappM (tcInstTyVar tv_details) tyvars      `thenM` \ tc_tyvars ->
     let
        tys = mkTyVarTys tc_tyvars
     in
-    returnNF_Tc (tc_tyvars, tys, mkTopTyVarSubst tyvars tys)
+    returnM (tc_tyvars, tys, mkTopTyVarSubst tyvars tys)
                -- Since the tyvars are freshly made,
                -- they cannot possibly be captured by
                -- any existing for-alls.  Hence mkTopTyVarSubst
 
-tcInstTyVar tyvar
-  = tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ uniq ->
+tcInstTyVar tv_details tyvar
+  = newUnique          `thenM` \ uniq ->
     let
        name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
        -- Note that we don't change the print-name
@@ -193,43 +173,31 @@ tcInstTyVar tyvar
        -- 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 mkSysLocalName.
+       -- use mkSystemName.
     in
-    tcNewMutTyVar name (tyVarKind tyvar)
-
-tcInstSigVars tyvars   -- Very similar to tcInstTyVar
-  = tcGetUniques       `thenNF_Tc` \ uniqs ->
-    listTc [ ASSERT( not (kind `eqKind` openTypeKind) )        -- Shouldn't happen
-            tcNewSigTyVar name kind 
-          | (tyvar, uniq) <- tyvars `zip` uniqs,
-            let name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq, 
-            let kind = tyVarKind tyvar
-          ]
-\end{code}
+    newMutTyVar name (tyVarKind tyvar) tv_details
 
-@tcInstType@ instantiates the outer-level for-alls of a TcType with
-fresh type variables, splits off the dictionary part, and returns the results.
-
-\begin{code}
-tcInstType :: TcType -> NF_TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
-tcInstType ty
+tcInstType :: TyVarDetails -> 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
   = case tcSplitForAllTys ty of
-       ([],     rho) ->        -- There may be overloading but no type variables;
+       ([],     rho) ->        -- There may be overloading despite no type variables;
                                --      (?x :: Int) => Int -> Int
                         let
-                          (theta, tau) = tcSplitRhoTy rho      -- Used to be tcSplitRhoTyM
+                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy rho
                         in
-                        returnNF_Tc ([], theta, tau)
+                        returnM ([], theta, tau)
 
-       (tyvars, rho) -> tcInstTyVars tyvars                    `thenNF_Tc` \ (tyvars', _, tenv)  ->
+       (tyvars, rho) -> tcInstTyVars tv_details tyvars         `thenM` \ (tyvars', _, tenv) ->
                         let
-                          (theta, tau) = tcSplitRhoTy (substTy tenv rho)       -- Used to be tcSplitRhoTyM
+                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy (substTy tenv rho)
                         in
-                        returnNF_Tc (tyvars', theta, tau)
+                        returnM (tyvars', theta, tau)
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Putting and getting  mutable type variables}
@@ -237,8 +205,8 @@ tcInstType ty
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-putTcTyVar :: TcTyVar -> TcType -> NF_TcM TcType
-getTcTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM (Maybe TcType)
+putTcTyVar :: TcTyVar -> TcType -> TcM TcType
+getTcTyVar :: TcTyVar -> TcM (Maybe TcType)
 \end{code}
 
 Putting is easy:
@@ -247,19 +215,18 @@ Putting is easy:
 putTcTyVar tyvar ty 
   | not (isMutTyVar tyvar)
   = pprTrace "putTcTyVar" (ppr tyvar) $
-    returnNF_Tc ty
+    returnM ty
 
   | otherwise
   = ASSERT( isMutTyVar tyvar )
-    UASSERT2( not (isUTy ty), ppr tyvar <+> ppr ty )
-    tcWriteMutTyVar tyvar (Just ty)    `thenNF_Tc_`
-    returnNF_Tc ty
+    writeMutTyVar tyvar (Just ty)      `thenM_`
+    returnM ty
 \end{code}
 
 Getting is more interesting.  The easy thing to do is just to read, thus:
 
 \begin{verbatim}
-getTcTyVar tyvar = tcReadMutTyVar tyvar
+getTcTyVar tyvar = readMutTyVar tyvar
 \end{verbatim}
 
 But it's more fun to short out indirections on the way: If this
@@ -272,33 +239,33 @@ We return Nothing iff the original box was unbound.
 getTcTyVar tyvar
   | not (isMutTyVar tyvar)
   = pprTrace "getTcTyVar" (ppr tyvar) $
-    returnNF_Tc (Just (mkTyVarTy tyvar))
+    returnM (Just (mkTyVarTy tyvar))
 
   | otherwise
   = ASSERT2( isMutTyVar tyvar, ppr tyvar )
-    tcReadMutTyVar tyvar                               `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+    readMutTyVar tyvar                         `thenM` \ maybe_ty ->
     case maybe_ty of
-       Just ty -> short_out ty                         `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                  tcWriteMutTyVar tyvar (Just ty')     `thenNF_Tc_`
-                  returnNF_Tc (Just ty')
+       Just ty -> short_out ty                         `thenM` \ ty' ->
+                  writeMutTyVar tyvar (Just ty')       `thenM_`
+                  returnM (Just ty')
 
-       Nothing    -> returnNF_Tc Nothing
+       Nothing    -> returnM Nothing
 
-short_out :: TcType -> NF_TcM TcType
+short_out :: TcType -> TcM TcType
 short_out ty@(TyVarTy tyvar)
   | not (isMutTyVar tyvar)
-  = returnNF_Tc ty
+  = returnM ty
 
   | otherwise
-  = tcReadMutTyVar tyvar       `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+  = readMutTyVar tyvar `thenM` \ maybe_ty ->
     case maybe_ty of
-       Just ty' -> short_out ty'                       `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                   tcWriteMutTyVar tyvar (Just ty')    `thenNF_Tc_`
-                   returnNF_Tc ty'
+       Just ty' -> short_out ty'                       `thenM` \ ty' ->
+                   writeMutTyVar tyvar (Just ty')      `thenM_`
+                   returnM ty'
 
-       other    -> returnNF_Tc ty
+       other    -> returnM ty
 
-short_out other_ty = returnNF_Tc other_ty
+short_out other_ty = returnM other_ty
 \end{code}
 
 
@@ -311,61 +278,53 @@ short_out other_ty = returnNF_Tc other_ty
 -----------------  Type variables
 
 \begin{code}
-zonkTcTyVars :: [TcTyVar] -> NF_TcM [TcType]
-zonkTcTyVars tyvars = mapNF_Tc zonkTcTyVar tyvars
-
-zonkTcTyVarsAndFV :: [TcTyVar] -> NF_TcM TcTyVarSet
-zonkTcTyVarsAndFV tyvars = mapNF_Tc zonkTcTyVar tyvars `thenNF_Tc` \ tys ->
-                          returnNF_Tc (tyVarsOfTypes tys)
-
-zonkTcTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM TcType
-zonkTcTyVar tyvar = zonkTyVar (\ tv -> returnNF_Tc (TyVarTy tv)) tyvar
-
-zonkTcSigTyVars :: [TcTyVar] -> NF_TcM [TcTyVar]
--- This guy is to zonk the tyvars we're about to feed into tcSimplify
--- Usually this job is done by checkSigTyVars, but in a couple of places
--- that is overkill, so we use this simpler chap
-zonkTcSigTyVars tyvars
-  = zonkTcTyVars tyvars        `thenNF_Tc` \ tys ->
-    returnNF_Tc (map (tcGetTyVar "zonkTcSigTyVars") tys)
+zonkTcTyVars :: [TcTyVar] -> TcM [TcType]
+zonkTcTyVars tyvars = mappM zonkTcTyVar tyvars
+
+zonkTcTyVarsAndFV :: [TcTyVar] -> TcM TcTyVarSet
+zonkTcTyVarsAndFV tyvars = mappM zonkTcTyVar tyvars    `thenM` \ tys ->
+                          returnM (tyVarsOfTypes tys)
+
+zonkTcTyVar :: TcTyVar -> TcM TcType
+zonkTcTyVar tyvar = zonkTyVar (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) tyvar
 \end{code}
 
 -----------------  Types
 
 \begin{code}
-zonkTcType :: TcType -> NF_TcM TcType
-zonkTcType ty = zonkType (\ tv -> returnNF_Tc (TyVarTy tv)) ty
+zonkTcType :: TcType -> TcM TcType
+zonkTcType ty = zonkType (\ tv -> returnM (TyVarTy tv)) ty
 
-zonkTcTypes :: [TcType] -> NF_TcM [TcType]
-zonkTcTypes tys = mapNF_Tc zonkTcType tys
+zonkTcTypes :: [TcType] -> TcM [TcType]
+zonkTcTypes tys = mappM zonkTcType tys
 
-zonkTcClassConstraints cts = mapNF_Tc zonk cts
+zonkTcClassConstraints cts = mappM zonk cts
     where zonk (clas, tys)
-           = zonkTcTypes tys   `thenNF_Tc` \ new_tys ->
-             returnNF_Tc (clas, new_tys)
-
-zonkTcThetaType :: TcThetaType -> NF_TcM TcThetaType
-zonkTcThetaType theta = mapNF_Tc zonkTcPredType theta
-
-zonkTcPredType :: TcPredType -> NF_TcM TcPredType
-zonkTcPredType (ClassP c ts) =
-    zonkTcTypes ts     `thenNF_Tc` \ new_ts ->
-    returnNF_Tc (ClassP c new_ts)
-zonkTcPredType (IParam n t) =
-    zonkTcType t       `thenNF_Tc` \ new_t ->
-    returnNF_Tc (IParam n new_t)
+           = zonkTcTypes tys   `thenM` \ new_tys ->
+             returnM (clas, new_tys)
+
+zonkTcThetaType :: TcThetaType -> TcM TcThetaType
+zonkTcThetaType theta = mappM zonkTcPredType theta
+
+zonkTcPredType :: TcPredType -> TcM TcPredType
+zonkTcPredType (ClassP c ts)
+  = zonkTcTypes ts     `thenM` \ new_ts ->
+    returnM (ClassP c new_ts)
+zonkTcPredType (IParam n t)
+  = zonkTcType t       `thenM` \ new_t ->
+    returnM (IParam n new_t)
 \end{code}
 
 -------------------  These ...ToType, ...ToKind versions
                     are used at the end of type checking
 
 \begin{code}
-zonkKindEnv :: [(Name, TcKind)] -> NF_TcM [(Name, Kind)]
+zonkKindEnv :: [(Name, TcKind)] -> TcM [(Name, Kind)]
 zonkKindEnv pairs 
-  = mapNF_Tc zonk_it pairs
+  = mappM zonk_it pairs
  where
-    zonk_it (name, tc_kind) = zonkType zonk_unbound_kind_var tc_kind `thenNF_Tc` \ kind ->
-                             returnNF_Tc (name, kind)
+    zonk_it (name, tc_kind) = zonkType zonk_unbound_kind_var tc_kind `thenM` \ kind ->
+                             returnM (name, kind)
 
        -- When zonking a kind, we want to
        --      zonk a *kind* variable to (Type *)
@@ -374,36 +333,6 @@ zonkKindEnv pairs
                             | tyVarKind kv `eqKind` superBoxity = putTcTyVar kv liftedBoxity
                             | otherwise                         = pprPanic "zonkKindEnv" (ppr kv)
                        
-zonkTcTypeToType :: TcType -> NF_TcM Type
-zonkTcTypeToType ty = zonkType zonk_unbound_tyvar ty
-  where
-       -- Zonk a mutable but unbound type variable to
-       --      Void            if it has kind Lifted
-       --      :Void           otherwise
-       -- We know it's unbound even though we don't carry an environment,
-       -- because at the binding site for a type variable we bind the
-       -- mutable tyvar to a fresh immutable one.  So the mutable store
-       -- plays the role of an environment.  If we come across a mutable
-       -- type variable that isn't so bound, it must be completely free.
-    zonk_unbound_tyvar tv
-       | kind `eqKind` liftedTypeKind || kind `eqKind` openTypeKind
-       = putTcTyVar tv voidTy  -- Just to avoid creating a new tycon in
-                               -- this vastly common case
-       | otherwise
-       = putTcTyVar tv (TyConApp (mk_void_tycon tv kind) [])
-       where
-         kind = tyVarKind tv
-
-    mk_void_tycon tv kind      -- Make a new TyCon with the same kind as the 
-                               -- type variable tv.  Same name too, apart from
-                               -- making it start with a colon (sigh)
-               -- I dread to think what will happen if this gets out into an 
-               -- interface file.  Catastrophe likely.  Major sigh.
-       = pprTrace "Urk! Inventing strangely-kinded void TyCon" (ppr tc_name) $
-         mkPrimTyCon tc_name kind 0 [] VoidRep
-       where
-         tc_name = mkLocalName (getUnique tv) (mkDerivedTyConOcc (getOccName tv)) noSrcLoc
-
 -- 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.
@@ -412,7 +341,7 @@ zonkTcTypeToType ty = zonkType zonk_unbound_tyvar ty
 -- Now any bound occurences of the original type variable will get 
 -- zonked to the immutable version.
 
-zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM TyVar
+zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar -> TcM TyVar
 zonkTcTyVarToTyVar tv
   = let
                -- Make an immutable version, defaulting 
@@ -425,13 +354,47 @@ zonkTcTyVarToTyVar tv
     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           `thenNF_Tc` \ ty2 ->
+    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 )
 
-    returnNF_Tc immut_tv
+    returnM immut_tv
 \end{code}
 
+[Silly Type Synonyms]
+
+Consider this:
+       type C u a = u  -- Note 'a' unused
+
+       foo :: (forall a. C u a -> C u a) -> u
+       foo x = ...
+
+       bar :: Num u => u
+       bar = foo (\t -> t + t)
+
+* From the (\t -> t+t) we get type  {Num d} =>  d -> d
+  where d is fresh.
+
+* Now unify with type of foo's arg, and we get:
+       {Num (C d a)} =>  C d a -> C d a
+  where a is fresh.
+
+* Now abstract over the 'a', but float out the Num (C d a) constraint
+  because it does not 'really' mention a.  (see Type.tyVarsOfType)
+  The arg to foo becomes
+       /\a -> \t -> t+t
+
+* So we get a dict binding for Num (C d a), which is zonked to give
+       a = ()
+
+* Then the /\a abstraction has a zonked 'a' in it.
+
+All very silly.   I think its harmless to ignore the problem.
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -448,62 +411,61 @@ zonkTcTyVarToTyVar tv
 -- For tyvars bound at a for-all, zonkType zonks them to an immutable
 --     type variable and zonks the kind too
 
-zonkType :: (TcTyVar -> NF_TcM Type)   -- What to do with unbound mutable type variables
+zonkType :: (TcTyVar -> TcM Type)      -- What to do with unbound mutable type variables
                                        -- see zonkTcType, and zonkTcTypeToType
         -> TcType
-        -> NF_TcM Type
+        -> TcM Type
 zonkType unbound_var_fn ty
   = go ty
   where
-    go (TyConApp tycon tys)      = mapNF_Tc go tys     `thenNF_Tc` \ tys' ->
-                                   returnNF_Tc (TyConApp tycon tys')
+    go (TyConApp tycon tys)      = mappM go tys        `thenM` \ tys' ->
+                                   returnM (TyConApp tycon tys')
 
-    go (NoteTy (SynNote ty1) ty2) = go ty1             `thenNF_Tc` \ ty1' ->
-                                   go ty2              `thenNF_Tc` \ ty2' ->
-                                   returnNF_Tc (NoteTy (SynNote ty1') ty2')
+    go (NoteTy (SynNote ty1) ty2) = go ty1             `thenM` \ ty1' ->
+                                   go ty2              `thenM` \ ty2' ->
+                                   returnM (NoteTy (SynNote ty1') ty2')
 
     go (NoteTy (FTVNote _) ty2)   = go ty2     -- Discard free-tyvar annotations
 
-    go (SourceTy p)              = go_pred p           `thenNF_Tc` \ p' ->
-                                   returnNF_Tc (SourceTy p')
+    go (SourceTy p)              = go_pred p           `thenM` \ p' ->
+                                   returnM (SourceTy p')
 
-    go (FunTy arg res)           = go arg              `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   go res              `thenNF_Tc` \ res' ->
-                                   returnNF_Tc (FunTy arg' res')
+    go (FunTy arg res)           = go arg              `thenM` \ arg' ->
+                                   go res              `thenM` \ res' ->
+                                   returnM (FunTy arg' res')
  
-    go (AppTy fun arg)           = go fun              `thenNF_Tc` \ fun' ->
-                                   go arg              `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   returnNF_Tc (mkAppTy fun' arg')
-
-    go (UsageTy u ty)             = go u                `thenNF_Tc` \ u'  ->
-                                    go ty               `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                                    returnNF_Tc (UsageTy u' ty')
+    go (AppTy fun arg)           = go fun              `thenM` \ fun' ->
+                                   go arg              `thenM` \ arg' ->
+                                   returnM (mkAppTy fun' arg')
+               -- NB the mkAppTy; we might have instantiated a
+               -- type variable to a type constructor, so we need
+               -- to pull the TyConApp to the top.
 
        -- The two interesting cases!
     go (TyVarTy tyvar)     = zonkTyVar unbound_var_fn tyvar
 
-    go (ForAllTy tyvar ty) = zonkTcTyVarToTyVar tyvar  `thenNF_Tc` \ tyvar' ->
-                            go ty                      `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                            returnNF_Tc (ForAllTy tyvar' ty')
+    go (ForAllTy tyvar ty) = zonkTcTyVarToTyVar tyvar  `thenM` \ tyvar' ->
+                            go ty                      `thenM` \ ty' ->
+                            returnM (ForAllTy tyvar' ty')
 
-    go_pred (ClassP c tys) = mapNF_Tc go tys   `thenNF_Tc` \ tys' ->
-                            returnNF_Tc (ClassP c tys')
-    go_pred (NType tc tys) = mapNF_Tc go tys   `thenNF_Tc` \ tys' ->
-                            returnNF_Tc (NType tc tys')
-    go_pred (IParam n ty) = go ty              `thenNF_Tc` \ ty' ->
-                           returnNF_Tc (IParam n ty')
+    go_pred (ClassP c tys) = mappM go tys      `thenM` \ tys' ->
+                            returnM (ClassP c tys')
+    go_pred (NType tc tys) = mappM go tys      `thenM` \ tys' ->
+                            returnM (NType tc tys')
+    go_pred (IParam n ty)  = go ty             `thenM` \ ty' ->
+                            returnM (IParam n ty')
 
-zonkTyVar :: (TcTyVar -> NF_TcM Type)          -- What to do for an unbound mutable variable
-         -> TcTyVar -> NF_TcM TcType
+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
-    returnNF_Tc (TyVarTy tyvar)
+    returnM (TyVarTy tyvar)
 
   | otherwise
-  =  getTcTyVar tyvar  `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+  =  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
@@ -586,21 +548,21 @@ pprUserTypeCtxt (RuleSigCtxt n) = ptext SLIT("the type signature on") <+> quotes
 checkValidType :: UserTypeCtxt -> Type -> TcM ()
 -- Checks that the type is valid for the given context
 checkValidType ctxt ty
-  = doptsTc Opt_GlasgowExts    `thenNF_Tc` \ gla_exts ->
+  = doptM Opt_GlasgowExts      `thenM` \ gla_exts ->
     let 
-       rank = case ctxt of
-                GenPatCtxt               -> 0
-                PatSigCtxt               -> 0
-                ResSigCtxt               -> 0
-                ExprSigCtxt              -> 1
-                FunSigCtxt _ | gla_exts  -> 2
-                             | otherwise -> 1
-                ConArgCtxt _ | gla_exts  -> 2  -- We are given the type of the entire
-                             | otherwise -> 1  -- constructor; hence rank 1 is ok
-                TySynCtxt _  | gla_exts  -> 1
-                             | otherwise -> 0
-                ForSigCtxt _             -> 1
-                RuleSigCtxt _            -> 1
+       rank | gla_exts = Arbitrary
+            | otherwise
+            = case ctxt of     -- Haskell 98
+                GenPatCtxt     -> Rank 0
+                PatSigCtxt     -> Rank 0
+                ResSigCtxt     -> Rank 0
+                TySynCtxt _    -> Rank 0
+                ExprSigCtxt    -> Rank 1
+                FunSigCtxt _   -> Rank 1
+                ConArgCtxt _   -> Rank 1       -- We are given the type of the entire
+                                               -- constructor, hence rank 1
+                ForSigCtxt _   -> Rank 1
+                RuleSigCtxt _  -> Rank 1
 
        actual_kind = typeKind ty
 
@@ -611,14 +573,22 @@ checkValidType ctxt ty
                        GenPatCtxt   -> actual_kind_is_lifted
                        ForSigCtxt _ -> actual_kind_is_lifted
                        other        -> isTypeKind actual_kind
+       
+       ubx_tup | not gla_exts = UT_NotOk
+               | otherwise    = case ctxt of
+                                  TySynCtxt _ -> UT_Ok
+                                  other       -> UT_NotOk
+               -- Unboxed tuples ok in function results,
+               -- but for type synonyms we allow them even at
+               -- top level
     in
-    tcAddErrCtxt (checkTypeCtxt ctxt ty)       $
+    addErrCtxt (checkTypeCtxt ctxt ty) $
 
        -- Check that the thing has kind Type, and is lifted if necessary
-    checkTc kind_ok (kindErr actual_kind)      `thenTc_`
+    checkTc kind_ok (kindErr actual_kind)      `thenM_`
 
        -- Check the internal validity of the type itself
-    check_poly_type rank ty
+    check_poly_type rank ubx_tup ty
 
 
 checkTypeCtxt ctxt ty
@@ -633,7 +603,7 @@ checkTypeCtxt ctxt ty
        -- This shows up in the complaint about
        --      case C a where
        --        op :: Eq a => a -> a
-ppr_ty ty | null forall_tvs && not (null theta) = pprTheta theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
+ppr_ty ty | null forall_tvs && notNull theta = pprTheta theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
           | otherwise                       = ppr ty
           where
            (forall_tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy ty
@@ -641,18 +611,29 @@ ppr_ty ty | null forall_tvs && not (null theta) = pprTheta theta <+> ptext SLIT(
 
 
 \begin{code}
-type Rank = Int
-check_poly_type :: Rank -> Type -> TcM ()
-check_poly_type rank ty 
-  | rank == 0 
-  = check_tau_type 0 False ty
-  | otherwise  -- rank > 0
+data Rank = Rank Int | Arbitrary
+
+decRank :: Rank -> Rank
+decRank Arbitrary = Arbitrary
+decRank (Rank n)  = Rank (n-1)
+
+----------------------------------------
+data UbxTupFlag = UT_Ok        | UT_NotOk
+       -- The "Ok" version means "ok if -fglasgow-exts is on"
+
+----------------------------------------
+check_poly_type :: Rank -> UbxTupFlag -> Type -> TcM ()
+check_poly_type (Rank 0) ubx_tup ty 
+  = check_tau_type (Rank 0) ubx_tup ty
+
+check_poly_type rank ubx_tup ty 
   = let
        (tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy ty
     in
-    check_valid_theta SigmaCtxt theta  `thenTc_`
-    check_tau_type (rank-1) False tau  `thenTc_`
-    checkAmbiguity tvs theta tau
+    check_valid_theta SigmaCtxt theta          `thenM_`
+    check_tau_type (decRank rank) ubx_tup tau  `thenM_`
+    checkFreeness tvs theta                    `thenM_`
+    checkAmbiguity tvs theta (tyVarsOfType tau)
 
 ----------------------------------------
 check_arg_type :: Type -> TcM ()
@@ -671,49 +652,76 @@ check_arg_type :: Type -> TcM ()
 -- NB: unboxed tuples can have polymorphic or unboxed args.
 --     This happens in the workers for functions returning
 --     product types with polymorphic components.
---     But not in user code
--- 
--- Question: what about nested unboxed tuples?
---          Currently rejected.
+--     But not in user code.
+-- Anyway, they are dealt with by a special case in check_tau_type
+
 check_arg_type ty 
-  = check_tau_type 0 False ty  `thenTc_` 
+  = check_tau_type (Rank 0) UT_NotOk ty                `thenM_` 
     checkTc (not (isUnLiftedType ty)) (unliftedArgErr ty)
 
 ----------------------------------------
-check_tau_type :: Rank -> Bool -> Type -> TcM ()
+check_tau_type :: Rank -> UbxTupFlag -> Type -> TcM ()
 -- Rank is allowed rank for function args
 -- No foralls otherwise
--- Bool is True iff unboxed tuple are allowed here
-
-check_tau_type rank ubx_tup_ok ty@(UsageTy _ _)  = failWithTc (usageTyErr ty)
-check_tau_type rank ubx_tup_ok ty@(ForAllTy _ _) = failWithTc (forAllTyErr ty)
-check_tau_type rank ubx_tup_ok (SourceTy sty)    = getDOptsTc          `thenNF_Tc` \ dflags ->
-                                                  check_source_ty dflags TypeCtxt sty
-check_tau_type rank ubx_tup_ok (TyVarTy _)       = returnTc ()
-check_tau_type rank ubx_tup_ok ty@(FunTy arg_ty res_ty)
-  = check_poly_type rank      arg_ty   `thenTc_`
-    check_tau_type  rank True res_ty
-
-check_tau_type rank ubx_tup_ok (AppTy ty1 ty2)
-  = check_arg_type ty1 `thenTc_` check_arg_type ty2
-
-check_tau_type rank ubx_tup_ok (NoteTy note ty)
-  = check_note note `thenTc_` check_tau_type rank ubx_tup_ok ty
-
-check_tau_type rank ubx_tup_ok ty@(TyConApp tc tys)
-  | isSynTyCon tc
-  = checkTc syn_arity_ok arity_msg     `thenTc_`
-    mapTc_ check_arg_type tys
+
+check_tau_type rank ubx_tup ty@(ForAllTy _ _) = failWithTc (forAllTyErr ty)
+check_tau_type rank ubx_tup (SourceTy 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_`
+    check_tau_type  rank UT_Ok    res_ty
+
+check_tau_type rank ubx_tup (AppTy ty1 ty2)
+  = check_arg_type ty1 `thenM_` check_arg_type ty2
+
+check_tau_type rank ubx_tup (NoteTy (SynNote syn) ty)
+       -- Synonym notes are built only when the synonym is 
+       -- saturated (see Type.mkSynTy)
+  = doptM Opt_GlasgowExts                      `thenM` \ gla_exts ->
+    (if gla_exts then
+       -- If -fglasgow-exts then don't check the 'note' part.
+       -- This  allows us to instantiate a synonym defn with a 
+       -- for-all type, or with a partially-applied type synonym.
+       --      e.g.   type T a b = a
+       --             type S m   = m ()
+       --             f :: S (T Int)
+       -- Here, T is partially applied, so it's illegal in H98.
+       -- But if you expand S first, then T we get just 
+       --             f :: Int
+       -- which is fine.
+       returnM ()
+    else
+       -- For H98, do check the un-expanded part
+       check_tau_type rank ubx_tup syn         
+    )                                          `thenM_`
+
+    check_tau_type rank ubx_tup ty
+
+check_tau_type rank ubx_tup (NoteTy other_note ty)
+  = check_tau_type rank ubx_tup ty
+
+check_tau_type rank ubx_tup ty@(TyConApp tc tys)
+  | isSynTyCon tc      
+  =    -- NB: Type.mkSynTy builds a TyConApp (not a NoteTy) for an unsaturated
+       -- synonym application, leaving it to checkValidType (i.e. right here)
+       -- to find the error
+    checkTc syn_arity_ok arity_msg     `thenM_`
+    mappM_ check_arg_type tys
     
   | isUnboxedTupleTyCon tc
-  = checkTc ubx_tup_ok ubx_tup_msg     `thenTc_`
-    mapTc_ (check_tau_type 0 True) tys         -- Args are allowed to be unlifted, or
-                                               -- more unboxed tuples, so can't use check_arg_ty
+  = 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
 
   | otherwise
-  = mapTc_ check_arg_type tys
+  = mappM_ check_arg_type tys
 
   where
+    ubx_tup_ok gla_exts = case ubx_tup of { UT_Ok -> gla_exts; other -> False }
+
     syn_arity_ok = tc_arity <= n_args
                -- It's OK to have an *over-applied* type synonym
                --      data Tree a b = ...
@@ -726,8 +734,120 @@ check_tau_type rank ubx_tup_ok ty@(TyConApp tc tys)
     ubx_tup_msg = ubxArgTyErr ty
 
 ----------------------------------------
-check_note (FTVNote _)  = returnTc ()
-check_note (SynNote ty) = check_tau_type 0 False ty
+forAllTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal polymorphic type:") <+> ppr_ty ty
+unliftedArgErr  ty = ptext SLIT("Illegal unlifted type argument:") <+> ppr_ty ty
+ubxArgTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal unboxed tuple type as function argument:") <+> ppr_ty ty
+kindErr kind       = ptext SLIT("Expecting an ordinary type, but found a type of kind") <+> ppr kind
+\end{code}
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Checking a theta or source type}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+-- Enumerate the contexts in which a "source type", <S>, can occur
+--     Eq a 
+-- or  ?x::Int
+-- or  r <: {x::Int}
+-- or  (N a) where N is a newtype
+
+data SourceTyCtxt
+  = ClassSCCtxt Name   -- Superclasses of clas
+                       --      class <S> => C a where ...
+  | SigmaCtxt          -- Theta part of a normal for-all type
+                       --      f :: <S> => a -> a
+  | DataTyCtxt Name    -- Theta part of a data decl
+                       --      data <S> => T a = MkT a
+  | TypeCtxt           -- Source type in an ordinary type
+                       --      f :: N a -> N a
+  | InstThetaCtxt      -- Context of an instance decl
+                       --      instance <S> => C [a] where ...
+  | InstHeadCtxt       -- Head of an instance decl
+                       --      instance ... => Eq a where ...
+               
+pprSourceTyCtxt (ClassSCCtxt c) = ptext SLIT("the super-classes of class") <+> quotes (ppr c)
+pprSourceTyCtxt SigmaCtxt       = ptext SLIT("the context of a polymorphic type")
+pprSourceTyCtxt (DataTyCtxt tc) = ptext SLIT("the context of the data type declaration for") <+> quotes (ppr tc)
+pprSourceTyCtxt InstThetaCtxt   = ptext SLIT("the context of an instance declaration")
+pprSourceTyCtxt InstHeadCtxt    = ptext SLIT("the head of an instance declaration")
+pprSourceTyCtxt TypeCtxt        = ptext SLIT("the context of a type")
+\end{code}
+
+\begin{code}
+checkValidTheta :: SourceTyCtxt -> ThetaType -> TcM ()
+checkValidTheta ctxt theta 
+  = addErrCtxt (checkThetaCtxt ctxt theta) (check_valid_theta ctxt theta)
+
+-------------------------
+check_valid_theta ctxt []
+  = returnM ()
+check_valid_theta ctxt theta
+  = getDOpts                                   `thenM` \ dflags ->
+    warnTc (notNull dups) (dupPredWarn dups)   `thenM_`
+       -- Actually, in instance decls and type signatures, 
+       -- duplicate constraints are eliminated by TcMonoType.hoistForAllTys,
+       -- so this error can only fire for the context of a class or
+       -- data type decl.
+    mappM_ (check_source_ty dflags ctxt) theta
+  where
+    (_,dups) = removeDups tcCmpPred theta
+
+-------------------------
+check_source_ty dflags ctxt pred@(ClassP cls tys)
+  =    -- Class predicates are valid in all contexts
+    mappM_ check_arg_type tys          `thenM_`
+    checkTc (arity == n_tys) arity_err         `thenM_`
+    checkTc (check_class_pred_tys dflags ctxt tys)
+           (predTyVarErr pred $$ how_to_allow)
+
+  where
+    class_name = className cls
+    arity      = classArity cls
+    n_tys      = length tys
+    arity_err  = arityErr "Class" class_name arity n_tys
+
+    how_to_allow = case ctxt of
+                    InstHeadCtxt  -> empty     -- Should not happen
+                    InstThetaCtxt -> parens undecidableMsg
+                    other         -> parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to permit this"))
+
+check_source_ty dflags SigmaCtxt (IParam _ ty) = check_arg_type ty
+       -- Implicit parameters only allows in type
+       -- signatures; not in instance decls, superclasses etc
+       -- The reason for not allowing implicit params in instances is a bit subtle
+       -- If we allowed        instance (?x::Int, Eq a) => Foo [a] where ...
+       -- then when we saw (e :: (?x::Int) => t) it would be unclear how to 
+       -- discharge all the potential usas of the ?x in e.   For example, a
+       -- constraint Foo [Int] might come out of e,and applying the
+       -- instance decl would show up two uses of ?x.
+
+check_source_ty dflags TypeCtxt  (NType tc tys)   = mappM_ check_arg_type tys
+
+-- Catch-all
+check_source_ty dflags ctxt sty = failWithTc (badSourceTyErr sty)
+
+-------------------------
+check_class_pred_tys dflags ctxt tys 
+  = case ctxt of
+       InstHeadCtxt  -> True   -- We check for instance-head 
+                               -- formation in checkValidInstHead
+       InstThetaCtxt -> undecidable_ok || all isTyVarTy tys
+       other         -> gla_exts       || all tyvar_head tys
+  where
+    undecidable_ok = dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags 
+    gla_exts      = dopt Opt_GlasgowExts dflags
+
+-------------------------
+tyvar_head ty                  -- Haskell 98 allows predicates of form 
+  | tcIsTyVarTy ty = True      --      C (a ty1 .. tyn)
+  | otherwise                  -- where a is a type variable
+  = case tcSplitAppTy_maybe ty of
+       Just (ty, _) -> tyvar_head ty
+       Nothing      -> False
 \end{code}
 
 Check for ambiguity
@@ -743,12 +863,6 @@ Then the type
        forall x y. (C x y) => x
 is not ambiguous because x is mentioned and x determines y
 
-NOTE: In addition, GHC insists that at least one type variable
-in each constraint is in V.  So we disallow a type like
-       forall a. Eq b => b -> b
-even in a scope where b is in scope.
-This is the is_free test below.
-
 NB; the ambiguity check is only used for *user* types, not for types
 coming from inteface files.  The latter can legitimately have
 ambiguous types. Example
@@ -767,126 +881,194 @@ don't need to check for ambiguity either, because the test can't fail
 (see is_ambig).
 
 \begin{code}
-checkAmbiguity :: [TyVar] -> ThetaType -> TauType -> TcM ()
-checkAmbiguity forall_tyvars theta tau
-  = mapTc_ check_pred theta    `thenTc_`
-    returnTc ()
+checkAmbiguity :: [TyVar] -> ThetaType -> TyVarSet -> TcM ()
+checkAmbiguity forall_tyvars theta tau_tyvars
+  = mappM_ complain (filter is_ambig theta)
   where
-    tau_vars         = tyVarsOfType tau
-    extended_tau_vars = grow theta tau_vars
-
-    is_ambig ct_var   = (ct_var `elem` forall_tyvars) &&
+    complain pred     = addErrTc (ambigErr pred)
+    extended_tau_vars = grow theta tau_tyvars
+
+       -- Only a *class* predicate can give rise to ambiguity
+       -- An *implicit parameter* cannot.  For example:
+       --      foo :: (?x :: [a]) => Int
+       --      foo = length ?x
+       -- is fine.  The call site will suppply a particular 'x'
+    is_ambig pred     = isClassPred  pred &&
+                       any ambig_var (varSetElems (tyVarsOfPred pred))
+
+    ambig_var ct_var  = (ct_var `elem` forall_tyvars) &&
                        not (ct_var `elemVarSet` extended_tau_vars)
-    is_free ct_var    = not (ct_var `elem` forall_tyvars)
-    
-    check_pred pred = checkTc (not any_ambig)                 (ambigErr pred) `thenTc_`
-                     checkTc (isIPPred pred || not all_free) (freeErr  pred)
-             where 
-               ct_vars   = varSetElems (tyVarsOfPred pred)
-               all_free  = all is_free ct_vars
-               any_ambig = any is_ambig ct_vars
-\end{code}
 
-\begin{code}
 ambigErr pred
   = sep [ptext SLIT("Ambiguous constraint") <+> quotes (pprPred pred),
         nest 4 (ptext SLIT("At least one of the forall'd type variables mentioned by the constraint") $$
-                ptext SLIT("must be reachable from the type after the =>"))]
+                ptext SLIT("must be reachable from the type after the '=>'"))]
+\end{code}
+    
+In addition, GHC insists that at least one type variable
+in each constraint is in V.  So we disallow a type like
+       forall a. Eq b => b -> b
+even in a scope where b is in scope.
 
+\begin{code}
+checkFreeness forall_tyvars theta
+  = mappM_ complain (filter is_free theta)
+  where    
+    is_free pred     =  not (isIPPred pred)
+                    && not (any bound_var (varSetElems (tyVarsOfPred pred)))
+    bound_var ct_var = ct_var `elem` forall_tyvars
+    complain pred    = addErrTc (freeErr pred)
 
 freeErr pred
   = sep [ptext SLIT("All of the type variables in the constraint") <+> quotes (pprPred pred) <+>
                   ptext SLIT("are already in scope"),
-        nest 4 (ptext SLIT("At least one must be universally quantified here"))
+        nest 4 (ptext SLIT("(at least one must be universally quantified here)"))
     ]
+\end{code}
 
-forAllTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal polymorphic type:") <+> ppr_ty ty
-usageTyErr      ty = ptext SLIT("Illegal usage type:") <+> ppr_ty ty
-unliftedArgErr  ty = ptext SLIT("Illegal unlifted type argument:") <+> ppr_ty ty
-ubxArgTyErr     ty = ptext SLIT("Illegal unboxed tuple type as function argument:") <+> ppr_ty ty
-kindErr kind       = ptext SLIT("Expecting an ordinary type, but found a type of kind") <+> ppr kind
+\begin{code}
+checkThetaCtxt ctxt theta
+  = vcat [ptext SLIT("In the context:") <+> pprTheta theta,
+         ptext SLIT("While checking") <+> pprSourceTyCtxt ctxt ]
+
+badSourceTyErr sty = ptext SLIT("Illegal constraint") <+> pprSourceType sty
+predTyVarErr pred  = ptext SLIT("Non-type variables in constraint:") <+> pprPred pred
+dupPredWarn dups   = ptext SLIT("Duplicate constraint(s):") <+> pprWithCommas pprPred (map head dups)
+
+arityErr kind name n m
+  = hsep [ text kind, quotes (ppr name), ptext SLIT("should have"),
+          n_arguments <> comma, text "but has been given", int m]
+    where
+       n_arguments | n == 0 = ptext SLIT("no arguments")
+                   | n == 1 = ptext SLIT("1 argument")
+                   | True   = hsep [int n, ptext SLIT("arguments")]
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Checking a theta or source type}
+\subsection{Validity check for TyCons}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+checkValidTyCon is called once the mutually-recursive knot has been
+tied, so we can look at things freely.
+
 \begin{code}
-data SourceTyCtxt
-  = ClassSCCtxt Name   -- Superclasses of clas
-  | SigmaCtxt          -- Context of a normal for-all type
-  | DataTyCtxt Name    -- Context of a data decl
-  | TypeCtxt           -- Source type in an ordinary type
-  | InstThetaCtxt      -- Context of an instance decl
-  | InstHeadCtxt       -- Head of an instance decl
-               
-pprSourceTyCtxt (ClassSCCtxt c) = ptext SLIT("the super-classes of class") <+> quotes (ppr c)
-pprSourceTyCtxt SigmaCtxt       = ptext SLIT("the context of a polymorphic type")
-pprSourceTyCtxt (DataTyCtxt tc) = ptext SLIT("the context of the data type declaration for") <+> quotes (ppr tc)
-pprSourceTyCtxt InstThetaCtxt   = ptext SLIT("the context of an instance declaration")
-pprSourceTyCtxt InstHeadCtxt    = ptext SLIT("the head of an instance declaration")
-pprSourceTyCtxt TypeCtxt        = ptext SLIT("the context of a type")
+checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
+checkValidTyCon tc
+  | isSynTyCon tc = checkValidType (TySynCtxt name) syn_rhs
+  | otherwise
+  =    -- Check the context on the data decl
+    checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConTheta tc)  `thenM_` 
+       
+       -- Check arg types of data constructors
+    mappM_ checkValidDataCon data_cons                 `thenM_`
+
+       -- Check that fields with the same name share a type
+    mappM_ check_fields groups
+
+  where
+    name         = tyConName tc
+    (_, syn_rhs) = getSynTyConDefn tc
+    data_cons    = tyConDataCons tc
+
+    fields = [field | con <- data_cons, field <- dataConFieldLabels con]
+    groups = equivClasses cmp_name fields
+    cmp_name field1 field2 = fieldLabelName field1 `compare` fieldLabelName field2
+
+    check_fields fields@(first_field_label : other_fields)
+       -- These fields all have the same name, but are from
+       -- different constructors in the data type
+       =       -- Check that all the fields in the group have the same type
+               -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
+               -- data type use the same type variables
+         checkTc (all (tcEqType field_ty) other_tys) (fieldTypeMisMatch field_name)
+       where
+           field_ty   = fieldLabelType first_field_label
+           field_name = fieldLabelName first_field_label
+           other_tys  = map fieldLabelType other_fields
+
+checkValidDataCon :: DataCon -> TcM ()
+checkValidDataCon con
+  = checkValidType ctxt (idType (dataConWrapId con))   `thenM_`
+               -- This checks the argument types and
+               -- ambiguity of the existential context (if any)
+    addErrCtxt (existentialCtxt con)
+              (checkFreeness ex_tvs ex_theta)
+  where
+    ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
+    (_, _, ex_tvs, ex_theta, _, _) = dataConSig con
+
+
+fieldTypeMisMatch field_name
+  = sep [ptext SLIT("Different constructors give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
+
+existentialCtxt con = ptext SLIT("When checking the existential context of constructor") 
+                     <+> quotes (ppr con)
 \end{code}
 
+
+checkValidClass is called once the mutually-recursive knot has been
+tied, so we can look at things freely.
+
 \begin{code}
-checkValidTheta :: SourceTyCtxt -> ThetaType -> TcM ()
-checkValidTheta ctxt theta 
-  = tcAddErrCtxt (checkThetaCtxt ctxt theta) (check_valid_theta ctxt theta)
+checkValidClass :: Class -> TcM ()
+checkValidClass cls
+  =    -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
+    doptM Opt_GlasgowExts                              `thenM` \ gla_exts ->
 
--------------------------
-check_valid_theta ctxt []
-  = returnTc ()
-check_valid_theta ctxt theta
-  = getDOptsTc                                 `thenNF_Tc` \ dflags ->
-    warnTc (not (null dups)) (dupPredWarn dups)        `thenNF_Tc_`
-    mapTc_ (check_source_ty dflags ctxt) theta
-  where
-    (_,dups) = removeDups tcCmpPred theta
+       -- Check that the class is unary, unless GlaExs
+    checkTc (notNull tyvars)   (nullaryClassErr cls)   `thenM_`
+    checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)    `thenM_`
 
--------------------------
-check_source_ty dflags ctxt pred@(ClassP cls tys)
-  =    -- Class predicates are valid in all contexts
-    mapTc_ check_arg_type tys                  `thenTc_`
-    checkTc (arity == n_tys) arity_err         `thenTc_`
-    checkTc (all tyvar_head tys || arby_preds_ok) (predTyVarErr pred)
+       -- Check the super-classes
+    checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta        `thenM_`
+
+       -- Check the class operations
+    mappM_ check_op op_stuff           `thenM_`
+
+       -- Check that if the class has generic methods, then the
+       -- class has only one parameter.  We can't do generic
+       -- multi-parameter type classes!
+    checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
 
   where
-    class_name = className cls
-    arity      = classArity cls
-    n_tys      = length tys
-    arity_err  = arityErr "Class" class_name arity n_tys
+    (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
+    unary      = isSingleton tyvars
+    no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
 
-    arby_preds_ok = case ctxt of
-                       InstHeadCtxt  -> True   -- We check for instance-head formation
-                                               -- in checkValidInstHead
-                       InstThetaCtxt -> dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags
-                       other         -> dopt Opt_GlasgowExts               dflags
+    check_op (sel_id, dm) 
+       = checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)        `thenM_`
+               -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
+               -- class itself, leaving just the method type
 
-check_source_ty dflags SigmaCtxt (IParam name ty) = check_arg_type ty
-check_source_ty dflags TypeCtxt  (NType tc tys)   = mapTc_ check_arg_type tys
+         checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau       `thenM_`
 
--- Catch-all
-check_source_ty dflags ctxt sty = failWithTc (badSourceTyErr sty)
+               -- Check that for a generic method, the type of 
+               -- the method is sufficiently simple
+         checkTc (dm /= GenDefMeth || validGenericMethodType op_ty)
+                 (badGenericMethodType op_name op_ty)
+       where
+         op_name = idName sel_id
+         op_ty   = idType sel_id
+         (_,theta,tau) = tcSplitSigmaTy op_ty
 
--------------------------
-tyvar_head ty                  -- Haskell 98 allows predicates of form 
-  | tcIsTyVarTy ty = True      --      C (a ty1 .. tyn)
-  | otherwise                  -- where a is a type variable
-  = case tcSplitAppTy_maybe ty of
-       Just (ty, _) -> tyvar_head ty
-       Nothing      -> False
-\end{code}
+nullaryClassErr cls
+  = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
 
-\begin{code}
-badSourceTyErr sty = ptext SLIT("Illegal constraint") <+> pprSourceType sty
-predTyVarErr pred  = ptext SLIT("Non-type variables in constraint:") <+> pprPred pred
-dupPredWarn dups   = ptext SLIT("Duplicate constraint(s):") <+> pprWithCommas pprPred (map head dups)
+classArityErr cls
+  = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
+         parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
 
-checkThetaCtxt ctxt theta
-  = vcat [ptext SLIT("In the context:") <+> pprTheta theta,
-         ptext SLIT("While checking") <+> pprSourceTyCtxt ctxt ]
+genericMultiParamErr clas
+  = ptext SLIT("The multi-parameter class") <+> quotes (ppr clas) <+> 
+    ptext SLIT("cannot have generic methods")
+
+badGenericMethodType op op_ty
+  = hang (ptext SLIT("Generic method type is too complex"))
+       4 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
+               ptext SLIT("You can only use type variables, arrows, and tuples")])
 \end{code}
 
 
@@ -906,7 +1088,7 @@ compiled elsewhere). In these cases, we let them go through anyway.
 We can also have instances for functions: @instance Foo (a -> b) ...@.
 
 \begin{code}
-checkValidInstHead :: Type -> TcM ()
+checkValidInstHead :: Type -> TcM (Class, [TcType])
 
 checkValidInstHead ty  -- Should be a source type
   = case tcSplitPredTy_maybe ty of {
@@ -917,9 +1099,10 @@ checkValidInstHead ty     -- Should be a source type
        Nothing -> failWithTc (instTypeErr (pprPred pred) empty) ;
         Just (clas,tys) ->
 
-    getDOptsTc                                 `thenNF_Tc` \ dflags ->
-    mapTc_ check_arg_type tys                  `thenTc_`
-    check_inst_head dflags clas tys
+    getDOpts                                   `thenM` \ dflags ->
+    mappM_ check_arg_type tys                  `thenM_`
+    check_inst_head dflags clas tys            `thenM_`
+    returnM (clas, tys)
     }}
 
 check_inst_head dflags clas tys
@@ -937,13 +1120,13 @@ check_inst_head dflags clas tys
   = check_tyvars dflags clas tys
 
        -- WITH HASKELL 1.4, MUST HAVE C (T a b c)
-  | length tys == 1,
+  | isSingleton tys,
     Just (tycon, arg_tys) <- tcSplitTyConApp_maybe first_ty,
     not (isSynTyCon tycon),            -- ...but not a synonym
     all tcIsTyVarTy arg_tys,           -- Applied to type variables
-    length (varSetElems (tyVarsOfTypes arg_tys)) == length arg_tys
+    equalLength (varSetElems (tyVarsOfTypes arg_tys)) arg_tys
           -- This last condition checks that all the type variables are distinct
-  = returnTc ()
+  = returnM ()
 
   | otherwise
   = failWithTc (instTypeErr (pprClassPred clas tys) head_shape_msg)
@@ -960,12 +1143,14 @@ check_inst_head dflags clas tys
 check_tyvars dflags clas tys
        -- Check that at least one isn't a type variable
        -- unless -fallow-undecideable-instances
-  | dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags = returnTc ()
-  | not (all tcIsTyVarTy tys)                = returnTc ()
+  | dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags = returnM ()
+  | not (all tcIsTyVarTy tys)                = returnM ()
   | otherwise                                = failWithTc (instTypeErr (pprClassPred clas tys) msg)
   where
     msg =  parens (ptext SLIT("There must be at least one non-type-variable in the instance head")
-               $$ ptext SLIT("Use -fallow-undecidable-instances to lift this restriction"))
+                  $$ undecidableMsg)
+
+undecidableMsg = ptext SLIT("Use -fallow-undecidable-instances to permit this")
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -977,500 +1162,3 @@ nonBoxedPrimCCallErr clas inst_ty
   = hang (ptext SLIT("Unacceptable instance type for ccall-ish class"))
         4 (pprClassPred clas [inst_ty])
 \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-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
-  = 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 && length tys1 == length 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
-  = 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 =  isSigTyVar 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 the kinds match
-    checkKinds swapped tv1 non_var_ty2                 `thenTc_`
-
-       -- Check that tv1 isn't a type-signature type variable
-    checkTcM (not (isSigTyVar tv1))
-            (failWithTcM (unifyWithSigErr tv1 ps_ty2)) `thenTc_`
-
-       -- Check that we aren't losing boxity info (shouldn't happen)
-    warnTc (not (typeKind non_var_ty2 `hasMoreBoxityInfo` tyVarKind tv1))
-          ((ppr tv1 <+> ppr (tyVarKind tv1)) $$ 
-            (ppr non_var_ty2 <+> ppr (typeKind non_var_ty2)))          `thenNF_Tc_` 
-
-       -- 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
-    zonkTcType ps_ty2                                  `thenNF_Tc` \ ps_ty2' ->
-    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.
--- We need to check that we don't unify a lifted type variable with an
--- unlifted type: e.g.  (id 3#) is illegal
-  | tk1 `eqKind` liftedTypeKind && tk2 `eqKind` unliftedTypeKind
-  = tcAddErrCtxtM (unifyKindCtxt swapped tv1 ty2)      $
-    unifyMisMatch k1 k2
-  | otherwise
-  = returnTc ()
-  where
-    (k1,k2) | swapped   = (tk2,tk1)
-           | otherwise = (tk1,tk2)
-    tk1 = tyVarKind tv1
-    tk2 = typeKind ty2
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[Unify-fun]{@unifyFunTy@}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@unifyFunTy@ is used to avoid the fruitless creation of type variables.
-
-\begin{code}
-unifyFunTy :: TcType                           -- 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'
-       other       -> 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[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}