relaxed instance termination test
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcMType.lhs
index c13993a..df1f069 100644 (file)
@@ -11,30 +11,40 @@ module TcMType (
 
   --------------------------------
   -- Creating new mutable type variables
-  newTyVar, 
-  newTyVarTy,          -- Kind -> NF_TcM TcType
-  newTyVarTys,         -- Int -> Kind -> NF_TcM [TcType]
-  newKindVar, newKindVars, newBoxityVar,
-  putTcTyVar, getTcTyVar,
+  newFlexiTyVar,
+  newFlexiTyVarTy,             -- Kind -> TcM TcType
+  newFlexiTyVarTys,            -- Int -> Kind -> TcM [TcType]
+  newKindVar, newKindVars, 
+  lookupTcTyVar, LookupTyVarResult(..),
+  newMetaTyVar, readMetaTyVar, writeMetaTyVar, 
 
-  newHoleTyVarTy, readHoleResult, zapToType,
+  --------------------------------
+  -- Boxy type variables
+  newBoxyTyVar, newBoxyTyVars, newBoxyTyVarTys, readFilledBox, 
 
   --------------------------------
   -- Instantiation
-  tcInstTyVar, tcInstTyVars, tcInstType, 
+  tcInstTyVar, tcInstType, tcInstTyVars, tcInstBoxy, tcInstBoxyTyVar,
+  tcInstSigTyVars, zonkSigTyVar,
+  tcInstSkolTyVar, tcInstSkolTyVars, tcInstSkolType, 
+  tcSkolSigType, tcSkolSigTyVars,
 
   --------------------------------
   -- Checking type validity
-  Rank, UserTypeCtxt(..), checkValidType, pprUserTypeCtxt,
-  SourceTyCtxt(..), checkValidTheta, 
-  checkValidTyCon, checkValidClass, 
+  Rank, UserTypeCtxt(..), checkValidType, 
+  SourceTyCtxt(..), checkValidTheta, checkFreeness,
   checkValidInstHead, instTypeErr, checkAmbiguity,
+  checkInstTermination,
+  arityErr, 
 
   --------------------------------
   -- Zonking
-  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, 
+  zonkType, zonkTcPredType, 
+  zonkTcTyVar, zonkTcTyVars, zonkTcTyVarsAndFV, zonkQuantifiedTyVar,
   zonkTcType, zonkTcTypes, zonkTcClassConstraints, zonkTcThetaType,
-  zonkTcPredType, zonkTcTypeToType, zonkTcTyVarToTyVar, zonkKindEnv,
+  zonkTcKindToKind, zonkTcKind,
+
+  readKindVar, writeKindVar
 
   ) where
 
@@ -42,220 +52,294 @@ module TcMType (
 
 
 -- friends:
-import TypeRep         ( Type(..), SourceType(..), TyNote(..),  -- Friend; can see representation
-                         Kind, ThetaType
+import TypeRep         ( Type(..), PredType(..),  -- Friend; can see representation
+                         ThetaType
                        ) 
 import TcType          ( TcType, TcThetaType, TcTauType, TcPredType,
-                         TcTyVarSet, TcKind, TcTyVar, TyVarDetails(..),
-                         tcEqType, tcCmpPred,
+                         TcTyVarSet, TcKind, TcTyVar, TcTyVarDetails(..), 
+                         MetaDetails(..), SkolemInfo(..), BoxInfo(..), 
+                         BoxyTyVar, BoxyType, BoxyThetaType, BoxySigmaType, 
+                         UserTypeCtxt(..),
+                         isMetaTyVar, isSigTyVar, metaTvRef,
+                         tcCmpPred, isClassPred, tcGetTyVar,
                          tcSplitPhiTy, tcSplitPredTy_maybe, tcSplitAppTy_maybe, 
-                         tcSplitTyConApp_maybe, tcSplitForAllTys,
+                         tcValidInstHeadTy, tcSplitForAllTys,
                          tcIsTyVarTy, tcSplitSigmaTy, 
-                         isUnLiftedType, isIPPred, isHoleTyVar, isTyVarTy,
-
+                         isUnLiftedType, isIPPred, 
+                         typeKind, isSkolemTyVar,
                          mkAppTy, mkTyVarTy, mkTyVarTys, 
                          tyVarsOfPred, getClassPredTys_maybe,
-
-                         liftedTypeKind, openTypeKind, defaultKind, superKind,
-                         superBoxity, liftedBoxity, typeKind,
-                         tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, 
-                         eqKind, isTypeKind, isAnyTypeKind,
-
-                         isFFIArgumentTy, isFFIImportResultTy
+                         tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, tcView,
+                         pprPred, pprTheta, pprClassPred )
+import Kind            ( Kind(..), KindVar, kindVarRef, mkKindVar, 
+                         isLiftedTypeKind, isArgTypeKind, isOpenTypeKind,
+                         liftedTypeKind, defaultKind
                        )
-import qualified Type  ( splitFunTys )
-import Subst           ( Subst, mkTopTyVarSubst, substTy )
-import Class           ( Class, DefMeth(..), classArity, className, classBigSig )
-import TyCon           ( TyCon, mkPrimTyCon, isSynTyCon, isUnboxedTupleTyCon, 
-                         tyConArity, tyConName, tyConKind, tyConTheta, 
-                         getSynTyConDefn, tyConDataCons )
-import DataCon         ( DataCon, dataConWrapId, dataConName, dataConSig, dataConFieldLabels )
-import FieldLabel      ( fieldLabelName, fieldLabelType )
-import PrimRep         ( PrimRep(VoidRep) )
-import Var             ( TyVar, idType, idName, tyVarKind, tyVarName, isTyVar, mkTyVar, isMutTyVar )
+import Type            ( TvSubst, zipTopTvSubst, substTy )
+import Class           ( Class, classArity, className )
+import TyCon           ( TyCon, isSynTyCon, isUnboxedTupleTyCon, 
+                         tyConArity, tyConName )
+import Var             ( TyVar, tyVarKind, tyVarName, isTcTyVar, 
+                         mkTyVar, mkTcTyVar, tcTyVarDetails )
+
+       -- Assertions
+#ifdef DEBUG
+import TcType          ( isFlexi, isBoxyTyVar, isImmutableTyVar )
+import Kind            ( isSubKind )
+#endif
 
 -- others:
-import Generics                ( validGenericMethodType )
-import TcMonad          -- TcType, amongst others
-import TysWiredIn      ( voidTy, listTyCon, tupleTyCon )
-import PrelNames       ( cCallableClassKey, cReturnableClassKey, hasKey )
-import ForeignCall     ( Safety(..) )
+import TcRnMonad          -- TcType, amongst others
 import FunDeps         ( grow )
-import PprType         ( pprPred, pprSourceType, pprTheta, pprClassPred )
-import Name            ( Name, NamedThing(..), setNameUnique, 
-                         mkInternalName, mkDerivedTyConOcc, 
-                         mkSystemTvNameEncoded,
-                       )
+import Name            ( Name, setNameUnique, mkSysTvName )
 import VarSet
-import BasicTypes      ( Boxity(Boxed) )
-import CmdLineOpts     ( dopt, DynFlag(..) )
-import Unique          ( Uniquable(..) )
-import SrcLoc          ( noSrcLoc )
-import Util            ( nOfThem, isSingleton, equalLength, notNull )
-import ListSetOps      ( equivClasses, removeDups )
+import DynFlags        ( dopt, DynFlag(..) )
+import Util            ( nOfThem, isSingleton, notNull )
+import ListSetOps      ( removeDups )
 import Outputable
+
+import Data.List       ( (\\) )
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{New type variables}
+       Instantiation in general
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-newTyVar :: Kind -> NF_TcM TcTyVar
-newTyVar kind
-  = tcGetUnique        `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("t")) kind VanillaTv
-
-newTyVarTy  :: Kind -> NF_TcM TcType
-newTyVarTy kind
-  = newTyVar kind      `thenNF_Tc` \ tc_tyvar ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy tc_tyvar)
-
-newTyVarTys :: Int -> Kind -> NF_TcM [TcType]
-newTyVarTys n kind = mapNF_Tc newTyVarTy (nOfThem n kind)
-
-newKindVar :: NF_TcM TcKind
-newKindVar
-  = tcGetUnique                                                        `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("k")) superKind VanillaTv  `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 (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("bx")) superBoxity VanillaTv  `thenNF_Tc` \ kv ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy kv)
+tcInstType :: ([TyVar] -> TcM [TcTyVar])               -- How to instantiate the type variables
+          -> TcType                                    -- Type to instantiate
+          -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)      -- Result
+tcInstType inst_tyvars ty
+  = case tcSplitForAllTys ty of
+       ([],     rho) -> let    -- There may be overloading despite no type variables;
+                               --      (?x :: Int) => Int -> Int
+                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy rho
+                        in
+                        return ([], theta, tau)
+
+       (tyvars, rho) -> do { tyvars' <- inst_tyvars tyvars
+
+                           ; let  tenv = zipTopTvSubst tyvars (mkTyVarTys tyvars')
+                               -- Either the tyvars are freshly made, by inst_tyvars,
+                               -- or (in the call from tcSkolSigType) any nested foralls
+                               -- have different binders.  Either way, zipTopTvSubst is ok
+
+                           ; let  (theta, tau) = tcSplitPhiTy (substTy tenv rho)
+                           ; return (tyvars', theta, tau) }
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{'hole' type variables}
+       Kind variables
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-newHoleTyVarTy :: NF_TcM TcType
-  = tcGetUnique        `thenNF_Tc` \ uniq ->
-    tcNewMutTyVar (mkSystemTvNameEncoded uniq FSLIT("h")) openTypeKind HoleTv  `thenNF_Tc` \ tv ->
-    returnNF_Tc (TyVarTy tv)
-
-readHoleResult :: TcType -> NF_TcM TcType
--- Read the answer out of a hole, constructed by newHoleTyVarTy
-readHoleResult (TyVarTy tv)
-  = ASSERT( isHoleTyVar tv )
-    getTcTyVar tv              `thenNF_Tc` \ maybe_res ->
-    case maybe_res of
-       Just ty -> returnNF_Tc ty
-       Nothing ->  pprPanic "readHoleResult: empty" (ppr tv)
-readHoleResult ty = pprPanic "readHoleResult: not hole" (ppr ty)
-
-zapToType :: TcType -> NF_TcM TcType
-zapToType (TyVarTy tv)
-  | isHoleTyVar tv
-  = getTcTyVar tv              `thenNF_Tc` \ maybe_res ->
-    case maybe_res of
-       Nothing -> newTyVarTy openTypeKind      `thenNF_Tc` \ ty ->
-                  putTcTyVar tv ty             `thenNF_Tc_`
-                  returnNF_Tc ty
-       Just ty  -> returnNF_Tc ty      -- No need to loop; we never
-                                       -- have chains of holes
-
-zapToType other_ty = returnNF_Tc other_ty
-\end{code}                
+newKindVar :: TcM TcKind
+newKindVar = do        { uniq <- newUnique
+               ; ref <- newMutVar Nothing
+               ; return (KindVar (mkKindVar uniq ref)) }
+
+newKindVars :: Int -> TcM [TcKind]
+newKindVars n = mappM (\ _ -> newKindVar) (nOfThem n ())
+\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Type instantiation}
+       SkolemTvs (immutable)
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Instantiating a bunch of type variables
+\begin{code}
+mkSkolTyVar :: Name -> Kind -> SkolemInfo -> TcTyVar
+mkSkolTyVar name kind info = mkTcTyVar name kind (SkolemTv info)
+
+tcSkolSigType :: SkolemInfo -> Type -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
+-- Instantiate a type signature with skolem constants, but 
+-- do *not* give them fresh names, because we want the name to
+-- be in the type environment -- it is lexically scoped.
+tcSkolSigType info ty = tcInstType (\tvs -> return (tcSkolSigTyVars info tvs)) ty
+
+tcSkolSigTyVars :: SkolemInfo -> [TyVar] -> [TcTyVar]
+-- Make skolem constants, but do *not* give them new names, as above
+tcSkolSigTyVars info tyvars = [ mkSkolTyVar (tyVarName tv) (tyVarKind tv) info
+                             | tv <- tyvars ]
+
+tcInstSkolType :: SkolemInfo -> TcType -> TcM ([TcTyVar], TcThetaType, TcType)
+-- Instantiate a type with fresh skolem constants
+tcInstSkolType info ty = tcInstType (tcInstSkolTyVars info) ty
+
+tcInstSkolTyVar :: SkolemInfo -> TyVar -> TcM TcTyVar
+tcInstSkolTyVar info tyvar
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; let name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
+             kind = tyVarKind tyvar
+       ; return (mkSkolTyVar name kind info) }
+
+tcInstSkolTyVars :: SkolemInfo -> [TyVar] -> TcM [TcTyVar]
+tcInstSkolTyVars info tyvars = mapM (tcInstSkolTyVar info) tyvars
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+       MetaTvs (meta type variables; mutable)
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcInstTyVars :: TyVarDetails -> [TyVar] 
-            -> NF_TcM ([TcTyVar], [TcType], Subst)
+newMetaTyVar :: BoxInfo -> Kind -> TcM TcTyVar
+-- Make a new meta tyvar out of thin air
+newMetaTyVar box_info kind
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; ref <- newMutVar Flexi ;
+       ; let name = mkSysTvName uniq fs 
+             fs = case box_info of
+                       BoxTv   -> FSLIT("bx")
+                       TauTv   -> FSLIT("t")
+                       SigTv _ -> FSLIT("a")
+       ; return (mkTcTyVar name kind (MetaTv box_info ref)) }
+
+instMetaTyVar :: BoxInfo -> TyVar -> TcM TcTyVar
+-- Make a new meta tyvar whose Name and Kind 
+-- come from an existing TyVar
+instMetaTyVar box_info tyvar
+  = do { uniq <- newUnique
+       ; ref <- newMutVar Flexi ;
+       ; let name = setNameUnique (tyVarName tyvar) uniq
+             kind = tyVarKind tyvar
+       ; return (mkTcTyVar name kind (MetaTv box_info ref)) }
+
+readMetaTyVar :: TyVar -> TcM MetaDetails
+readMetaTyVar tyvar = ASSERT2( isMetaTyVar tyvar, ppr tyvar )
+                     readMutVar (metaTvRef tyvar)
+
+writeMetaTyVar :: TcTyVar -> TcType -> TcM ()
+#ifndef DEBUG
+writeMetaTyVar tyvar ty = writeMutVar (metaTvRef tyvar) (Indirect ty)
+#else
+writeMetaTyVar tyvar ty
+  | not (isMetaTyVar tyvar)
+  = pprTrace "writeMetaTyVar" (ppr tyvar) $
+    returnM ()
 
-tcInstTyVars tv_details tyvars
-  = mapNF_Tc (tcInstTyVar tv_details) tyvars   `thenNF_Tc` \ tc_tyvars ->
-    let
-       tys = mkTyVarTys tc_tyvars
-    in
-    returnNF_Tc (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 tv_details tyvar
-  = tcGetUnique                `thenNF_Tc` \ 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
-    tcNewMutTyVar name (tyVarKind tyvar) tv_details
+  | otherwise
+  = ASSERT( isMetaTyVar tyvar )
+    ASSERT2( k2 `isSubKind` k1, (ppr tyvar <+> ppr k1) $$ (ppr ty <+> ppr k2) )
+    do { ASSERTM2( do { details <- readMetaTyVar tyvar; return (isFlexi details) }, ppr tyvar )
+       ; writeMutVar (metaTvRef tyvar) (Indirect ty) }
+  where
+    k1 = tyVarKind tyvar
+    k2 = typeKind ty
+#endif
+\end{code}
 
-tcInstType :: TyVarDetails -> TcType -> NF_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 despite no type variables;
-                               --      (?x :: Int) => Int -> Int
-                        let
-                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy rho
-                        in
-                        returnNF_Tc ([], theta, tau)
 
-       (tyvars, rho) -> tcInstTyVars tv_details tyvars         `thenNF_Tc` \ (tyvars', _, tenv) ->
-                        let
-                          (theta, tau) = tcSplitPhiTy (substTy tenv rho)
-                        in
-                        returnNF_Tc (tyvars', theta, tau)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+       MetaTvs: TauTvs
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+newFlexiTyVar :: Kind -> TcM TcTyVar
+newFlexiTyVar kind = newMetaTyVar TauTv kind
+
+newFlexiTyVarTy  :: Kind -> TcM TcType
+newFlexiTyVarTy kind
+  = newFlexiTyVar kind `thenM` \ tc_tyvar ->
+    returnM (TyVarTy tc_tyvar)
+
+newFlexiTyVarTys :: Int -> Kind -> TcM [TcType]
+newFlexiTyVarTys n kind = mappM newFlexiTyVarTy (nOfThem n kind)
+
+tcInstTyVar :: TyVar -> TcM TcTyVar
+-- Instantiate with a META type variable
+tcInstTyVar tyvar = instMetaTyVar TauTv tyvar
+
+tcInstTyVars :: [TyVar] -> TcM ([TcTyVar], [TcType], TvSubst)
+-- Instantiate with META type variables
+tcInstTyVars tyvars
+  = do { tc_tvs <- mapM 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 zipTopTvSubst
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Putting and getting  mutable type variables}
+       MetaTvs: SigTvs
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-putTcTyVar :: TcTyVar -> TcType -> NF_TcM TcType
-getTcTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM (Maybe TcType)
+tcInstSigTyVars :: SkolemInfo -> [TyVar] -> TcM [TcTyVar]
+-- Instantiate with meta SigTvs
+tcInstSigTyVars skol_info tyvars 
+  = mapM (instMetaTyVar (SigTv skol_info)) tyvars
+
+zonkSigTyVar :: TcTyVar -> TcM TcTyVar
+zonkSigTyVar sig_tv 
+  | isSkolemTyVar sig_tv 
+  = return sig_tv      -- Happens in the call in TcBinds.checkDistinctTyVars
+  | otherwise
+  = ASSERT( isSigTyVar sig_tv )
+    do { ty <- zonkTcTyVar sig_tv
+       ; return (tcGetTyVar "zonkSigTyVar" ty) }
+       -- 'ty' is bound to be a type variable, because SigTvs
+       -- can only be unified with type variables
 \end{code}
 
-Putting is easy:
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+       MetaTvs: BoxTvs
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-putTcTyVar tyvar ty 
-  | not (isMutTyVar tyvar)
-  = pprTrace "putTcTyVar" (ppr tyvar) $
-    returnNF_Tc ty
+newBoxyTyVar :: Kind -> TcM BoxyTyVar
+newBoxyTyVar kind = newMetaTyVar BoxTv kind
 
-  | otherwise
-  = ASSERT( isMutTyVar tyvar )
-    tcWriteMutTyVar tyvar (Just ty)    `thenNF_Tc_`
-    returnNF_Tc ty
+newBoxyTyVars :: [Kind] -> TcM [BoxyTyVar]
+newBoxyTyVars kinds = mapM newBoxyTyVar kinds
+
+newBoxyTyVarTys :: [Kind] -> TcM [BoxyType]
+newBoxyTyVarTys kinds = do { tvs <- mapM newBoxyTyVar kinds; return (mkTyVarTys tvs) }
+
+readFilledBox :: BoxyTyVar -> TcM TcType
+-- Read the contents of the box, which should be filled in by now
+readFilledBox box_tv = ASSERT( isBoxyTyVar box_tv )
+                      do { cts <- readMetaTyVar box_tv
+                         ; case cts of
+                               Flexi       -> pprPanic "readFilledBox" (ppr box_tv)
+                               Indirect ty -> return ty }
+
+tcInstBoxyTyVar :: TyVar -> TcM BoxyTyVar
+-- Instantiate with a BOXY type variable
+tcInstBoxyTyVar tyvar = instMetaTyVar BoxTv tyvar
+
+tcInstBoxy :: TcType -> TcM ([BoxyTyVar], BoxyThetaType, BoxySigmaType)
+-- tcInstType instantiates the outer-level for-alls of a TcType with
+-- fresh BOXY type variables, splits off the dictionary part, 
+-- and returns the pieces.
+tcInstBoxy ty = tcInstType (mapM tcInstBoxyTyVar) ty
 \end{code}
 
-Getting is more interesting.  The easy thing to do is just to read, thus:
 
-\begin{verbatim}
-getTcTyVar tyvar = tcReadMutTyVar tyvar
-\end{verbatim}
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Putting and getting  mutable type variables}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 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
@@ -264,36 +348,54 @@ 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
+  = DoneTv TcTyVarDetails      -- SkolemTv or virgin MetaTv
+  | IndirectTv TcType
+
+lookupTcTyVar :: TcTyVar -> TcM LookupTyVarResult
+lookupTcTyVar tyvar 
+  = case details of
+      SkolemTv _   -> return (DoneTv details)
+      MetaTv _ ref -> do { meta_details <- readMutVar ref
+                        ; case meta_details of
+                           Indirect ty -> return (IndirectTv ty)
+                           Flexi       -> return (DoneTv details) }
+  where
+    details =  tcTyVarDetails tyvar
+
+{- 
+-- 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) $
-    returnNF_Tc (Just (mkTyVarTy tyvar))
+    returnM (Just (mkTyVarTy tyvar))
 
   | otherwise
-  = ASSERT2( isMutTyVar tyvar, ppr tyvar )
-    tcReadMutTyVar tyvar                               `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+  = ASSERT2( isTcTyVar tyvar, ppr tyvar )
+    readMetaTyVar 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' ->
+                  writeMetaTyVar 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
+  | not (isTcTyVar tyvar)
+  = returnM ty
 
   | otherwise
-  = tcReadMutTyVar tyvar       `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
+  = readMetaTyVar 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' ->
+                   writeMetaTyVar 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}
 
 
@@ -306,153 +408,80 @@ short_out other_ty = returnNF_Tc other_ty
 -----------------  Type variables
 
 \begin{code}
-zonkTcTyVars :: [TcTyVar] -> NF_TcM [TcType]
-zonkTcTyVars tyvars = mapNF_Tc zonkTcTyVar tyvars
+zonkTcTyVars :: [TcTyVar] -> TcM [TcType]
+zonkTcTyVars tyvars = mappM zonkTcTyVar tyvars
 
-zonkTcTyVarsAndFV :: [TcTyVar] -> NF_TcM TcTyVarSet
-zonkTcTyVarsAndFV tyvars = mapNF_Tc zonkTcTyVar tyvars `thenNF_Tc` \ tys ->
-                          returnNF_Tc (tyVarsOfTypes tys)
+zonkTcTyVarsAndFV :: [TcTyVar] -> TcM TcTyVarSet
+zonkTcTyVarsAndFV tyvars = mappM zonkTcTyVar tyvars    `thenM` \ tys ->
+                          returnM (tyVarsOfTypes tys)
 
-zonkTcTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM TcType
-zonkTcTyVar tyvar = zonkTyVar (\ tv -> returnNF_Tc (TyVarTy tv)) tyvar
+zonkTcTyVar :: TcTyVar -> TcM TcType
+zonkTcTyVar tyvar = ASSERT( isTcTyVar tyvar )
+                   zonk_tc_tyvar (\ 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)
+           = zonkTcTypes tys   `thenM` \ new_tys ->
+             returnM (clas, new_tys)
 
-zonkTcThetaType :: TcThetaType -> NF_TcM TcThetaType
-zonkTcThetaType theta = mapNF_Tc zonkTcPredType theta
+zonkTcThetaType :: TcThetaType -> TcM TcThetaType
+zonkTcThetaType theta = mappM zonkTcPredType theta
 
-zonkTcPredType :: TcPredType -> NF_TcM TcPredType
+zonkTcPredType :: TcPredType -> TcM TcPredType
 zonkTcPredType (ClassP c ts)
-  = zonkTcTypes ts     `thenNF_Tc` \ new_ts ->
-    returnNF_Tc (ClassP c new_ts)
+  = zonkTcTypes ts     `thenM` \ new_ts ->
+    returnM (ClassP c new_ts)
 zonkTcPredType (IParam n t)
-  = zonkTcType t       `thenNF_Tc` \ new_t ->
-    returnNF_Tc (IParam n new_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 pairs 
-  = mapNF_Tc zonk_it pairs
- where
-    zonk_it (name, tc_kind) = zonkType zonk_unbound_kind_var tc_kind `thenNF_Tc` \ kind ->
-                             returnNF_Tc (name, kind)
-
-       -- 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)
-                       
-zonkTcTypeToType :: TcType -> NF_TcM Type
-zonkTcTypeToType ty = zonkType zonk_unbound_tyvar ty
-  where
-       -- Zonk a mutable but unbound type variable to an arbitrary type
-       -- 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 = putTcTyVar tv (mkArbitraryType tv)
-
-
--- When the type checker finds a type variable with no binding,
--- which means it can be instantiated with an arbitrary type, it
--- usually instantiates it to Void.  Eg.
--- 
---     length []
--- ===>
---     length Void (Nil Void)
--- 
--- But in really obscure programs, the type variable might have
--- a kind other than *, so we need to invent a suitably-kinded type.
--- 
--- This commit uses
---     Void for kind *
---     List for kind *->*
---     Tuple for kind *->...*->*
--- 
--- which deals with most cases.  (Previously, it only dealt with
--- kind *.)   
--- 
--- In the other cases, it just makes up a TyCon with a suitable
--- kind.  If this gets into an interface file, anyone reading that
--- file won't understand it.  This is fixable (by making the client
--- of the interface file make up a TyCon too) but it is tiresome and
--- never happens, so I am leaving it 
-
-mkArbitraryType :: TcTyVar -> Type
--- Make up an arbitrary type whose kind is the same as the tyvar.
--- We'll use this to instantiate the (unbound) tyvar.
-mkArbitraryType tv 
-  | isAnyTypeKind kind = voidTy                -- The vastly common case
-  | otherwise         = TyConApp tycon []
-  where
-    kind       = tyVarKind tv
-    (args,res) = Type.splitFunTys kind -- Kinds are simple; use Type.splitFunTys
-
-    tycon | kind `eqKind` tyConKind listTyCon  -- *->*
-         = listTyCon                           -- No tuples this size
-
-         | all isTypeKind args && isTypeKind res
-         = tupleTyCon Boxed (length args)      -- *-> ... ->*->*
-
-         | otherwise
-         = pprTrace "Urk! Inventing strangely-kinded void TyCon:" (ppr tc_name $$ ppr kind) $
-           mkPrimTyCon tc_name kind 0 [] VoidRep
-               -- Same name as the tyvar, apart from making it start with a colon (sigh)
-               -- I dread to think what will happen if this gets out into an 
-               -- interface file.  Catastrophe likely.  Major sigh.
-
-    tc_name = mkInternalName (getUnique tv) (mkDerivedTyConOcc (getOccName tv)) noSrcLoc
-
--- zonkTcTyVarToTyVar is applied to the *binding* occurrence 
--- of a type variable, at the *end* of type checking.  It changes
--- the *mutable* type variable into an *immutable* one.
--- 
--- It does this by making an immutable version of tv and binds tv to it.
--- Now any bound occurences of the original type variable will get 
--- zonked to the immutable version.
-
-zonkTcTyVarToTyVar :: TcTyVar -> NF_TcM TyVar
-zonkTcTyVarToTyVar tv
-  = let
-               -- Make an immutable version, defaulting 
-               -- the kind to lifted if necessary
-       immut_tv    = mkTyVar (tyVarName tv) (defaultKind (tyVarKind tv))
-       immut_tv_ty = mkTyVarTy immut_tv
-
-        zap tv = putTcTyVar tv immut_tv_ty
-               -- Bind the mutable version to the immutable one
-    in 
-       -- If the type variable is mutable, then bind it to immut_tv_ty
-       -- so that all other occurrences of the tyvar will get zapped too
-    zonkTyVar zap tv           `thenNF_Tc` \ ty2 ->
-
-       -- This warning shows up if the allegedly-unbound tyvar is
-       -- already bound to something.  It can actually happen, and 
-       -- in a harmless way (see [Silly Type Synonyms] below) so
-       -- it's only a warning
-    WARN( not (immut_tv_ty `tcEqType` ty2), ppr tv $$ ppr immut_tv $$ ppr ty2 )
-
-    returnNF_Tc immut_tv
+zonkQuantifiedTyVar :: TcTyVar -> TcM TyVar
+-- zonkQuantifiedTyVar is applied to the a TcTyVar when quantifying over it.
+-- It might be a meta TyVar, in which case we freeze it into an ordinary TyVar.
+-- When we do this, we also default the kind -- see notes with Kind.defaultKind
+-- The meta tyvar is updated to point to the new regular TyVar.  Now any 
+-- bound occurences of the original type variable will get zonked to 
+-- the immutable version.
+--
+-- We leave skolem TyVars alone; they are immutable.
+zonkQuantifiedTyVar tv
+  | isSkolemTyVar tv = return tv
+       -- It might be a skolem type variable, 
+       -- for example from a user type signature
+
+  | otherwise  -- It's a meta-type-variable
+  = do { details <- readMetaTyVar tv
+
+       -- Create the new, frozen, regular type variable
+       ; let final_kind = defaultKind (tyVarKind tv)
+             final_tv   = mkTyVar (tyVarName tv) final_kind
+
+       -- Bind the meta tyvar to the new tyvar
+       ; case details of
+           Indirect ty -> WARN( True, ppr tv $$ ppr ty ) 
+                          return ()
+               -- [Sept 04] I don't think this should happen
+               -- See note [Silly Type Synonym]
+
+           Flexi -> writeMetaTyVar tv (mkTyVarTy final_tv)
+
+       -- Return the new tyvar
+       ; return final_tv }
 \end{code}
 
 [Silly Type Synonyms]
@@ -474,16 +503,21 @@ Consider this:
   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)
+  because it does not 'really' mention a.  (see exactTyVarsOfType)
   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 = ()
+  [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 ()
 
 
 %************************************************************************
@@ -495,76 +529,105 @@ 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 -> 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
+         -> TcType
+        -> 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 (NoteTy (SynNote ty1) ty2) = go ty1             `thenNF_Tc` \ ty1' ->
-                                   go ty2              `thenNF_Tc` \ ty2' ->
-                                   returnNF_Tc (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 (FunTy arg res)           = go arg              `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   go res              `thenNF_Tc` \ res' ->
-                                   returnNF_Tc (FunTy arg' res')
-    go (AppTy fun arg)           = go fun              `thenNF_Tc` \ fun' ->
-                                   go arg              `thenNF_Tc` \ arg' ->
-                                   returnNF_Tc (mkAppTy fun' arg')
+    go (NoteTy _ ty2)   = go ty2       -- Discard free-tyvar annotations
+                        
+    go (TyConApp tc tys) = mappM go tys        `thenM` \ tys' ->
+                          returnM (TyConApp tc tys')
+                           
+    go (PredTy p)       = go_pred p            `thenM` \ p' ->
+                          returnM (PredTy p')
+                        
+    go (FunTy arg res)   = go arg              `thenM` \ arg' ->
+                          go res               `thenM` \ res' ->
+                          returnM (FunTy arg' res')
+                        
+    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_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')
-
-zonkTyVar :: (TcTyVar -> NF_TcM Type)          -- What to do for an unbound mutable variable
-         -> TcTyVar -> NF_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)
-
-  | otherwise
-  =  getTcTyVar tyvar  `thenNF_Tc` \ maybe_ty ->
-     case maybe_ty of
-         Nothing       -> unbound_var_fn tyvar                 -- Mutable and unbound
-         Just other_ty -> zonkType unbound_var_fn other_ty     -- Bound
+    go (TyVarTy tyvar) | isTcTyVar tyvar = zonk_tc_tyvar unbound_var_fn tyvar
+                      | otherwise       = return (TyVarTy tyvar)
+               -- Ordinary (non Tc) tyvars occur inside quantified types
+
+    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')
+    go_pred (IParam n ty)  = go ty             `thenM` \ ty' ->
+                            returnM (IParam n ty')
+
+zonk_tc_tyvar :: (TcTyVar -> TcM Type)         -- What to do for an unbound mutable variable
+             -> TcTyVar -> TcM TcType
+zonk_tc_tyvar unbound_var_fn tyvar 
+  | not (isMetaTyVar tyvar)    -- Skolems
+  = returnM (TyVarTy tyvar)
+
+  | otherwise                  -- Mutables
+  = do { cts <- readMetaTyVar tyvar
+       ; case cts of
+           Flexi       -> unbound_var_fn tyvar    -- Unbound meta type variable
+           Indirect ty -> zonkType unbound_var_fn ty  }
 \end{code}
 
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+                       Zonking kinds
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+readKindVar  :: KindVar -> TcM (Maybe TcKind)
+writeKindVar :: KindVar -> TcKind -> TcM ()
+readKindVar  kv = readMutVar (kindVarRef kv)
+writeKindVar kv val = writeMutVar (kindVarRef kv) (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}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -598,53 +661,19 @@ This might not necessarily show up in kind checking.
 
        
 \begin{code}
-data UserTypeCtxt 
-  = FunSigCtxt Name    -- Function type signature
-  | ExprSigCtxt                -- Expression type signature
-  | ConArgCtxt Name    -- Data constructor argument
-  | TySynCtxt Name     -- RHS of a type synonym decl
-  | GenPatCtxt         -- Pattern in generic decl
-                       --      f{| a+b |} (Inl x) = ...
-  | PatSigCtxt         -- Type sig in pattern
-                       --      f (x::t) = ...
-  | ResSigCtxt         -- Result type sig
-                       --      f x :: t = ....
-  | ForSigCtxt Name    -- Foreign inport or export signature
-  | RuleSigCtxt Name   -- Signature on a forall'd variable in a RULE
-
--- Notes re TySynCtxt
--- We allow type synonyms that aren't types; e.g.  type List = []
---
--- If the RHS mentions tyvars that aren't in scope, we'll 
--- quantify over them:
---     e.g.    type T = a->a
--- will become type T = forall a. a->a
---
--- 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)
-\end{code}
-
-\begin{code}
 checkValidType :: UserTypeCtxt -> Type -> TcM ()
 -- Checks that the type is valid for the given context
 checkValidType ctxt ty
-  = doptsTc Opt_GlasgowExts    `thenNF_Tc` \ gla_exts ->
+  = traceTc (text "checkValidType" <+> ppr ty) `thenM_`
+    doptM Opt_GlasgowExts      `thenM` \ gla_exts ->
     let 
        rank | gla_exts = Arbitrary
             | otherwise
             = case ctxt of     -- Haskell 98
                 GenPatCtxt     -> Rank 0
-                PatSigCtxt     -> Rank 0
+                LamPatSigCtxt  -> Rank 0
+                BindPatSigCtxt -> Rank 0
+                DefaultDeclCtxt-> Rank 0
                 ResSigCtxt     -> Rank 0
                 TySynCtxt _    -> Rank 0
                 ExprSigCtxt    -> Rank 1
@@ -653,50 +682,34 @@ checkValidType ctxt ty
                                                -- constructor, hence rank 1
                 ForSigCtxt _   -> Rank 1
                 RuleSigCtxt _  -> Rank 1
+                SpecInstCtxt   -> Rank 1
 
        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
                -- top level
     in
-    tcAddErrCtxt (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 ubx_tup ty
-
-
-checkTypeCtxt ctxt ty
-  = vcat [ptext SLIT("In the type:") <+> ppr_ty ty,
-         ptext SLIT("While checking") <+> pprUserTypeCtxt ctxt ]
-
-       -- Hack alert.  If there are no tyvars, (ppr sigma_ty) will print
-       -- something strange like {Eq k} -> k -> k, because there is no
-       -- ForAll at the top of the type.  Since this is going to the user
-       -- we want it to look like a proper Haskell type even then; hence the hack
-       -- 
-       -- This shows up in the complaint about
-       --      case C a where
-       --        op :: Eq a => a -> a
-ppr_ty ty | null forall_tvs && notNull theta = pprTheta theta <+> ptext SLIT("=>") <+> ppr tau
-          | otherwise                       = ppr ty
-          where
-           (forall_tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy ty
+    check_poly_type rank ubx_tup ty            `thenM_`
+
+    traceTc (text "checkValidType done" <+> ppr ty)
 \end{code}
 
 
@@ -720,16 +733,16 @@ check_poly_type rank ubx_tup ty
   = let
        (tvs, theta, tau) = tcSplitSigmaTy ty
     in
-    check_valid_theta SigmaCtxt theta          `thenTc_`
-    check_tau_type (decRank rank) ubx_tup tau  `thenTc_`
-    checkFreeness tvs theta                    `thenTc_`
+    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 ()
 -- The sort of type that can instantiate a type variable,
 -- or be the argument of a type constructor.
--- Not an unboxed tuple, not a forall.
+-- Not an unboxed tuple, but now *can* be a forall (since impredicativity)
 -- Other unboxed types are very occasionally allowed as type
 -- arguments depending on the kind of the type constructor
 -- 
@@ -746,7 +759,7 @@ check_arg_type :: Type -> TcM ()
 -- Anyway, they are dealt with by a special case in check_tau_type
 
 check_arg_type ty 
-  = check_tau_type (Rank 0) UT_NotOk ty                `thenTc_` 
+  = check_poly_type Arbitrary UT_NotOk ty      `thenM_` 
     checkTc (not (isUnLiftedType ty)) (unliftedArgErr ty)
 
 ----------------------------------------
@@ -754,24 +767,42 @@ 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 (SourceTy sty)    = getDOptsTc             `thenNF_Tc` \ dflags ->
-                                               check_source_ty dflags TypeCtxt sty
-check_tau_type rank ubx_tup (TyVarTy _)       = returnTc ()
+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       `thenTc_`
-    check_tau_type  rank UT_Ok    res_ty
+  = check_poly_type rank UT_NotOk arg_ty       `thenM_`
+    check_poly_type rank UT_Ok    res_ty
 
 check_tau_type rank ubx_tup (AppTy ty1 ty2)
-  = check_arg_type ty1 `thenTc_` 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)
-  = doptsTc Opt_GlasgowExts                    `thenNF_Tc` \ 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 
+  = check_arg_type ty1 `thenM_` check_arg_type ty2
+
+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      
+  = do {       -- It's OK to have an *over-applied* type synonym
+               --      data Tree a b = ...
+               --      type Foo a = Tree [a]
+               --      f :: Foo a b -> ...
+       ; case tcView ty of
+            Just ty' -> check_tau_type rank ubx_tup ty'        -- Check expansion
+            Nothing  -> failWithTc arity_msg
+
+       ; gla_exts <- doptM Opt_GlasgowExts
+       ; if gla_exts then
+       -- If -fglasgow-exts then don't check the type arguments
+       -- 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 ()
@@ -780,43 +811,25 @@ check_tau_type rank ubx_tup (NoteTy (SynNote syn) ty)
        -- But if you expand S first, then T we get just 
        --             f :: Int
        -- which is fine.
-       returnTc ()
-    else
-       -- For H98, do check the un-expanded part
-       check_tau_type rank ubx_tup syn         
-    )                                          `thenTc_`
-
-    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     `thenTc_`
-    mapTc_ check_arg_type tys
+               returnM ()
+         else
+               -- For H98, do check the type args
+               mappM_ check_arg_type tys
+       }
     
   | isUnboxedTupleTyCon tc
-  = doptsTc Opt_GlasgowExts                    `thenNF_Tc` \ gla_exts ->
-    checkTc (ubx_tup_ok gla_exts) ubx_tup_msg  `thenTc_`
-    mapTc_ (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
+  = 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 = ...
-               --      type Foo a = Tree [a]
-               --      f :: Foo a b -> ...
     n_args    = length tys
     tc_arity  = tyConArity tc
 
@@ -824,82 +837,12 @@ check_tau_type rank ubx_tup ty@(TyConApp tc tys)
     ubx_tup_msg = ubxArgTyErr 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
+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
 \end{code}
 
-Check for ambiguity
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-         forall V. P => tau
-is ambiguous if P contains generic variables
-(i.e. one of the Vs) that are not mentioned in tau
-
-However, we need to take account of functional dependencies
-when we speak of 'mentioned in tau'.  Example:
-       class C a b | a -> b where ...
-Then the type
-       forall x y. (C x y) => x
-is not ambiguous because x is mentioned and x determines y
-
-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
-
-   class S a where s :: a -> (Int,Int)
-   instance S Char where s _ = (1,1)
-   f:: S a => [a] -> Int -> (Int,Int)
-   f (_::[a]) x = (a*x,b)
-       where (a,b) = s (undefined::a)
-
-Here the worker for f gets the type
-       fw :: forall a. S a => Int -> (# Int, Int #)
-
-If the list of tv_names is empty, we have a monotype, and then we
-don't need to check for ambiguity either, because the test can't fail
-(see is_ambig).
-
-\begin{code}
-checkAmbiguity :: [TyVar] -> ThetaType -> TyVarSet -> TcM ()
-checkAmbiguity forall_tyvars theta tau_tyvars
-  = mapTc_ complain (filter is_ambig theta)
-  where
-    complain pred     = addErrTc (ambigErr pred)
-    extended_tau_vars = grow theta tau_tyvars
-    is_ambig 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)
-
-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 '=>'"))]
-\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
-  = mapTc_ 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)"))
-    ]
-\end{code}
 
 
 %************************************************************************
@@ -909,42 +852,53 @@ freeErr pred
 %************************************************************************
 
 \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
-  | SigmaCtxt          -- Context of a normal for-all type
-  | DataTyCtxt Name    -- Context of a data decl
+                       --      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
-  | InstHeadCtxt       -- Head of an instance decl
+                       --      instance <S> => C [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 
-  = tcAddErrCtxt (checkThetaCtxt ctxt theta) (check_valid_theta ctxt theta)
+  = addErrCtxt (checkThetaCtxt ctxt theta) (check_valid_theta ctxt theta)
 
 -------------------------
 check_valid_theta ctxt []
-  = returnTc ()
+  = returnM ()
 check_valid_theta ctxt theta
-  = getDOptsTc                                 `thenNF_Tc` \ dflags ->
-    warnTc (notNull dups) (dupPredWarn dups)   `thenNF_Tc_`
-    mapTc_ (check_source_ty dflags ctxt) theta
+  = getDOpts                                   `thenM` \ dflags ->
+    warnTc (notNull dups) (dupPredWarn dups)   `thenM_`
+    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
-    mapTc_ check_arg_type tys          `thenTc_`
-    checkTc (arity == n_tys) arity_err         `thenTc_`
+    checkTc (arity == n_tys) arity_err         `thenM_`
+
+       -- Check the form of the argument types
+    mappM_ check_arg_type tys                          `thenM_`
     checkTc (check_class_pred_tys dflags ctxt tys)
            (predTyVarErr pred $$ how_to_allow)
 
@@ -969,20 +923,18 @@ check_source_ty dflags SigmaCtxt (IParam _ ty) = check_arg_type ty
        -- 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)   = mapTc_ 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
+       TypeCtxt      -> True   -- {-# SPECIALISE instance Eq (T Int) #-} is fine
        InstHeadCtxt  -> True   -- We check for instance-head 
                                -- formation in checkValidInstHead
-       InstThetaCtxt -> undecidable_ok || all isTyVarTy tys
+       InstThetaCtxt -> undecidable_ok || distinct_tyvars tys
        other         -> gla_exts       || all tyvar_head tys
   where
-    undecidable_ok = dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags 
     gla_exts      = dopt Opt_GlasgowExts dflags
 
 -------------------------
@@ -994,141 +946,99 @@ tyvar_head ty                    -- Haskell 98 allows predicates of form
        Nothing      -> False
 \end{code}
 
-\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)
-
-checkThetaCtxt ctxt theta
-  = vcat [ptext SLIT("In the context:") <+> pprTheta theta,
-         ptext SLIT("While checking") <+> pprSourceTyCtxt ctxt ]
-\end{code}
+Check for ambiguity
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+         forall V. P => tau
+is ambiguous if P contains generic variables
+(i.e. one of the Vs) that are not mentioned in tau
 
+However, we need to take account of functional dependencies
+when we speak of 'mentioned in tau'.  Example:
+       class C a b | a -> b where ...
+Then the type
+       forall x y. (C x y) => x
+is not ambiguous because x is mentioned and x determines y
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Validity check for TyCons}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+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
 
-checkValidTyCon is called once the mutually-recursive knot has been
-tied, so we can look at things freely.
+   class S a where s :: a -> (Int,Int)
+   instance S Char where s _ = (1,1)
+   f:: S a => [a] -> Int -> (Int,Int)
+   f (_::[a]) x = (a*x,b)
+       where (a,b) = s (undefined::a)
 
-\begin{code}
-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)  `thenTc_` 
-       
-       -- Check arg types of data constructors
-    mapTc_ checkValidDataCon data_cons                 `thenTc_`
+Here the worker for f gets the type
+       fw :: forall a. S a => Int -> (# Int, Int #)
 
-       -- Check that fields with the same name share a type
-    mapTc_ check_fields groups
+If the list of tv_names is empty, we have a monotype, and then we
+don't need to check for ambiguity either, because the test can't fail
+(see is_ambig).
 
+\begin{code}
+checkAmbiguity :: [TyVar] -> ThetaType -> TyVarSet -> TcM ()
+checkAmbiguity forall_tyvars theta tau_tyvars
+  = mappM_ complain (filter is_ambig theta)
   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))   `thenTc_`
-               -- This checks the argument types and
-               -- ambiguity of the existential context (if any)
-    tcAddErrCtxt (existentialCtxt con)
-                (checkFreeness ex_tvs ex_theta)
-  where
-    ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
-    (_, _, ex_tvs, ex_theta, _, _) = dataConSig con
+    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))
 
-fieldTypeMisMatch field_name
-  = sep [ptext SLIT("Different constructors give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
+    ambig_var ct_var  = (ct_var `elem` forall_tyvars) &&
+                       not (ct_var `elemVarSet` extended_tau_vars)
 
-existentialCtxt con = ptext SLIT("When checking the existential context of constructor") 
-                     <+> quotes (ppr con)
+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 '=>'"))]
 \end{code}
-
-
-checkValidClass is called once the mutually-recursive knot has been
-tied, so we can look at things freely.
+    
+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}
-checkValidClass :: Class -> TcM ()
-checkValidClass cls
-  =    -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
-    doptsTc Opt_GlasgowExts                            `thenTc` \ gla_exts ->
-
-       -- Check that the class is unary, unless GlaExs
-    checkTc (notNull tyvars)   (nullaryClassErr cls)   `thenTc_`
-    checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)    `thenTc_`
+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)
 
-       -- Check the super-classes
-    checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta        `thenTc_`
+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)"))
+    ]
+\end{code}
 
-       -- Check the class operations
-    mapTc_ check_op op_stuff           `thenTc_`
+\begin{code}
+checkThetaCtxt ctxt theta
+  = vcat [ptext SLIT("In the context:") <+> pprTheta theta,
+         ptext SLIT("While checking") <+> pprSourceTyCtxt ctxt ]
 
-       -- 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)
+badSourceTyErr sty = ptext SLIT("Illegal constraint") <+> pprPred sty
+predTyVarErr pred  = sep [ptext SLIT("Non-type variable argument"),
+                         nest 2 (ptext SLIT("in the constraint:") <+> pprPred pred)]
+dupPredWarn dups   = ptext SLIT("Duplicate constraint(s):") <+> pprWithCommas pprPred (map head dups)
 
-  where
-    (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
-    unary      = isSingleton tyvars
-    no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
-
-    check_op (sel_id, dm) 
-       = checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)        `thenTc_`
-               -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
-               -- class itself, leaving just the method type
-
-         checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau       `thenTc_`
-
-               -- 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
-
-nullaryClassErr cls
-  = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
-
-classArityErr cls
-  = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
-         parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
-
-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")])
+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}
 
 
@@ -1159,66 +1069,116 @@ 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            `thenTc_`
-    returnTc (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
-  |    -- CCALL CHECK
-       -- A user declaration of a CCallable/CReturnable instance
-       -- must be for a "boxed primitive" type.
-        (clas `hasKey` cCallableClassKey   
-            && not (ccallable_type first_ty)) 
-  ||    (clas `hasKey` cReturnableClassKey 
-            && not (creturnable_type first_ty))
-  = failWithTc (nonBoxedPrimCCallErr clas first_ty)
-
        -- If GlasgowExts then check at least one isn't a type variable
   | dopt Opt_GlasgowExts dflags
-  = check_tyvars dflags clas tys
+  = returnM ()
 
-       -- WITH HASKELL 1.4, MUST HAVE C (T a b c)
+       -- WITH HASKELL 98, MUST HAVE C (T a b c)
   | 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
-    equalLength (varSetElems (tyVarsOfTypes arg_tys)) arg_tys
-          -- This last condition checks that all the type variables are distinct
-  = returnTc ()
+    tcValidInstHeadTy first_ty
+  = returnM ()
 
   | otherwise
   = failWithTc (instTypeErr (pprClassPred clas tys) head_shape_msg)
 
   where
-    (first_ty : _)       = tys
+    (first_ty : _) = tys
 
-    ccallable_type   ty = isFFIArgumentTy dflags PlayRisky ty
-    creturnable_type ty = isFFIImportResultTy dflags ty
-       
     head_shape_msg = parens (text "The instance type must be of form (T a b c)" $$
                             text "where T is not a synonym, and a,b,c are distinct type variables")
-
-check_tyvars dflags clas tys
-       -- Check that at least one isn't a type variable
-       -- unless -fallow-undecideable-instances
-  | dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags = returnTc ()
-  | not (all tcIsTyVarTy tys)                = returnTc ()
-  | otherwise                                = failWithTc (instTypeErr (pprClassPred clas tys) msg)
-  where
-    msg =  parens (ptext SLIT("There must be at least one non-type-variable in the instance head")
-                  $$ undecidableMsg)
-
-undecidableMsg = ptext SLIT("Use -fallow-undecidable-instances to permit this")
 \end{code}
 
 \begin{code}
 instTypeErr pp_ty msg
   = sep [ptext SLIT("Illegal instance declaration for") <+> quotes pp_ty, 
         nest 4 msg]
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Checking instance for termination}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Termination test: each assertion in the context satisfies
+ (1) no variable has more occurrences in the assertion than in the head, and
+ (2) the assertion has fewer constructors and variables (taken together
+     and counting repetitions) than the head.
+This is only needed with -fglasgow-exts, as Haskell 98 restrictions
+(which have already been checked) guarantee termination.
+
+\begin{code}
+checkInstTermination :: ThetaType -> [TcType] -> TcM ()
+checkInstTermination theta tys
+  = do
+    dflags <- getDOpts
+    check_inst_termination dflags theta tys
+
+check_inst_termination dflags theta tys
+  | not (dopt Opt_GlasgowExts dflags)         = returnM ()
+  | dopt Opt_AllowUndecidableInstances dflags = returnM ()
+  | otherwise = do
+    mappM_ (check_nomore (fvTypes tys)) theta
+    mappM_ (check_smaller (sizeTypes tys)) theta
+
+check_nomore :: [TyVar] -> PredType -> TcM ()
+check_nomore fvs pred
+  = checkTc (null (fvPred pred \\ fvs))
+           (predUndecErr pred nomoreMsg $$ parens undecidableMsg)
+
+check_smaller :: Int -> PredType -> TcM ()
+check_smaller n pred
+  = checkTc (sizePred pred < n)
+           (predUndecErr pred smallerMsg $$ parens undecidableMsg)
+
+predUndecErr pred msg = sep [msg,
+                       nest 2 (ptext SLIT("in the constraint:") <+> pprPred pred)]
+
+nomoreMsg = ptext SLIT("Variable occurs more often in a constraint than in the instance head")
+smallerMsg = ptext SLIT("Constraint is no smaller than the instance head")
+undecidableMsg = ptext SLIT("Use -fallow-undecidable-instances to permit this")
 
-nonBoxedPrimCCallErr clas inst_ty
-  = hang (ptext SLIT("Unacceptable instance type for ccall-ish class"))
-        4 (pprClassPred clas [inst_ty])
+-- free variables of a type, retaining repetitions
+fvType :: Type -> [TyVar]
+fvType ty | Just exp_ty <- tcView ty = fvType exp_ty
+fvType (TyVarTy tv)        = [tv]
+fvType (TyConApp _ tys)    = fvTypes tys
+fvType (NoteTy _ ty)       = fvType ty
+fvType (PredTy pred)       = fvPred pred
+fvType (FunTy arg res)     = fvType arg ++ fvType res
+fvType (AppTy fun arg)     = fvType fun ++ fvType arg
+fvType (ForAllTy tyvar ty) = filter (/= tyvar) (fvType ty)
+
+fvTypes :: [Type] -> [TyVar]
+fvTypes tys                = concat (map fvType tys)
+
+fvPred :: PredType -> [TyVar]
+fvPred (ClassP _ tys')     = fvTypes tys'
+fvPred (IParam _ ty)       = fvType ty
+
+-- size of a type: the number of variables and constructors
+sizeType :: Type -> Int
+sizeType ty | Just exp_ty <- tcView ty = sizeType exp_ty
+sizeType (TyVarTy _)       = 1
+sizeType (TyConApp _ tys)  = sizeTypes tys + 1
+sizeType (NoteTy _ ty)     = sizeType ty
+sizeType (PredTy pred)     = sizePred pred
+sizeType (FunTy arg res)   = sizeType arg + sizeType res + 1
+sizeType (AppTy fun arg)   = sizeType fun + sizeType arg
+sizeType (ForAllTy _ ty)   = sizeType ty
+
+sizeTypes :: [Type] -> Int
+sizeTypes xs               = sum (map sizeType xs)
+
+sizePred :: PredType -> Int
+sizePred (ClassP _ tys')   = sizeTypes tys'
+sizePred (IParam _ ty)     = sizeType ty
 \end{code}