[project @ 2004-08-17 15:23:47 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcDeriv.lhs
index bd9383f..82a6d26 100644 (file)
@@ -10,51 +10,49 @@ module TcDeriv ( tcDeriving ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( HsBinds(..), MonoBinds(..), TyClDecl(..),
-                         collectMonoBinders )
-import RdrHsSyn                ( RdrNameMonoBinds )
-import RnHsSyn         ( RenamedHsBinds, RenamedMonoBinds, RenamedTyClDecl, RenamedHsPred )
+import HsSyn
 import CmdLineOpts     ( DynFlag(..) )
 
+import Generics                ( mkTyConGenericBinds )
 import TcRnMonad
-import TcEnv           ( tcExtendTempInstEnv, newDFunName, 
-                         InstInfo(..), pprInstInfo, InstBindings(..),
-                         pprInstInfoDetails, tcLookupTyCon, tcExtendTyVarEnv
+import TcEnv           ( newDFunName, pprInstInfoDetails, 
+                         InstInfo(..), InstBindings(..),
+                         tcLookupClass, tcLookupTyCon, tcExtendTyVarEnv
                        )
 import TcGenDeriv      -- Deriv stuff
-import InstEnv         ( simpleDFunClassTyCon )
-import TcMonoType      ( tcHsPred )
+import InstEnv         ( simpleDFunClassTyCon, extendInstEnv )
+import TcHsType                ( tcHsDeriv )
 import TcSimplify      ( tcSimplifyDeriv )
 
-import RnBinds         ( rnMethodBinds, rnTopMonoBinds )
-import RnEnv           ( bindLocalsFV )
-import TcRnMonad       ( thenM, returnM, mapAndUnzipM )
-import HscTypes                ( DFunId )
+import RnBinds         ( rnMethodBinds, rnTopBinds )
+import RnEnv           ( bindLocalNames )
+import HscTypes                ( DFunId, FixityEnv )
 
-import BasicTypes      ( NewOrData(..) )
 import Class           ( className, classArity, classKey, classTyVars, classSCTheta, Class )
 import Subst           ( mkTyVarSubst, substTheta )
 import ErrUtils                ( dumpIfSet_dyn )
 import MkId            ( mkDictFunId )
-import DataCon         ( dataConOrigArgTys, isNullaryDataCon, isExistentialDataCon )
-import Maybes          ( maybeToBool, catMaybes )
-import Name            ( Name, getSrcLoc, nameUnique )
-import NameSet
+import DataCon         ( isNullaryDataCon, isExistentialDataCon, dataConOrigArgTys )
+import Maybes          ( catMaybes )
 import RdrName         ( RdrName )
-
-import TyCon           ( tyConTyVars, tyConDataCons, tyConArity, 
-                         tyConTheta, maybeTyConSingleCon, isDataTyCon,
+import Name            ( Name, getSrcLoc )
+import NameSet         ( NameSet, emptyNameSet, duDefs )
+import Kind            ( splitKindFunTys )
+import TyCon           ( tyConTyVars, tyConDataCons, tyConArity, tyConHasGenerics,
+                         tyConTheta, isProductTyCon, isDataTyCon, newTyConRhs,
                          isEnumerationTyCon, isRecursiveTyCon, TyCon
                        )
-import TcType          ( TcType, ThetaType, mkTyVarTys, mkTyConApp, getClassPredTys_maybe,
-                         isUnLiftedType, mkClassPred, tyVarsOfTypes, tcSplitFunTys, 
-                         tcEqTypes, tcSplitAppTys, mkAppTys )
-import Var             ( TyVar, tyVarKind )
+import TcType          ( TcType, ThetaType, mkTyVarTys, mkTyConApp, tcTyConAppTyCon,
+                         isUnLiftedType, mkClassPred, tyVarsOfTypes, isArgTypeKind,
+                         tcEqTypes, tcSplitAppTys, mkAppTys, tcSplitDFunTy )
+import Var             ( TyVar, tyVarKind, idType, varName )
 import VarSet          ( mkVarSet, subVarSet )
 import PrelNames
-import Util            ( zipWithEqual, sortLt, notNull )
-import ListSetOps      ( removeDups,  assoc )
+import SrcLoc          ( srcLocSpan, Located(..) )
+import Util            ( zipWithEqual, sortLe, notNull )
+import ListSetOps      ( removeDups,  assocMaybe )
 import Outputable
+import Bag
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -182,6 +180,20 @@ pattern matching against a constructor from a data type with a context
 gives rise to the constraints for that context -- or at least the thinned
 version.  So now all classes are "offending".
 
+[Newtype deriving]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider this:
+    class C a b
+    instance C [a] Char
+    newtype T = T Char deriving( C [a] )
+
+Notice the free 'a' in the deriving.  We have to fill this out to 
+    newtype T = T Char deriving( forall a. C [a] )
+
+And then translate it to:
+    instance C [a] Char => C [a] T where ...
+    
+       
 
 
 %************************************************************************
@@ -191,89 +203,79 @@ version.  So now all classes are "offending".
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcDeriving  :: [RenamedTyClDecl]       -- All type constructors
-           -> TcM ([InstInfo],         -- The generated "instance decls".
-                   RenamedHsBinds,     -- Extra generated bindings
-                   FreeVars)           -- These are free in the generated bindings
+tcDeriving  :: [LTyClDecl Name]        -- All type constructors
+           -> TcM ([InstInfo],         -- The generated "instance decls"
+                   [HsBindGroup Name], -- Extra generated top-level bindings
+                   NameSet)            -- Binders to keep alive
 
 tcDeriving tycl_decls
-  = recoverM (returnM ([], EmptyBinds, emptyFVs)) $
-    getDOpts                   `thenM` \ dflags ->
-
-       -- Fish the "deriving"-related information out of the TcEnv
-       -- and make the necessary "equations".
-    makeDerivEqns tycl_decls                           `thenM` \ (ordinary_eqns, newtype_inst_info) ->
-    tcExtendTempInstEnv (map iDFunId newtype_inst_info)        $
-       -- Add the newtype-derived instances to the inst env
-       -- before tacking the "ordinary" ones
-
-    deriveOrdinaryStuff ordinary_eqns                  `thenM` \ (ordinary_inst_info, binds, fvs) ->
-    let
-       inst_info  = newtype_inst_info ++ ordinary_inst_info
-    in
-
-    ioToTcRn (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Derived instances" 
-            (ddump_deriving inst_info binds))          `thenM_`
-
-    returnM (inst_info, binds, fvs)
-
+  = recoverM (returnM ([], [], emptyNameSet)) $
+    do {       -- Fish the "deriving"-related information out of the TcEnv
+               -- and make the necessary "equations".
+       ; (ordinary_eqns, newtype_inst_info) <- makeDerivEqns tycl_decls
+
+       ; (ordinary_inst_info, deriv_binds) 
+               <- extendLocalInstEnv (map iDFunId newtype_inst_info)  $
+                  deriveOrdinaryStuff ordinary_eqns
+               -- Add the newtype-derived instances to the inst env
+               -- before tacking the "ordinary" ones
+
+       -- Generate the generic to/from functions from each type declaration
+       ; gen_binds <- mkGenericBinds tycl_decls
+       ; let inst_info  = newtype_inst_info ++ ordinary_inst_info
+
+       -- Rename these extra bindings, discarding warnings about unused bindings etc
+       -- Set -fglasgow exts so that we can have type signatures in patterns,
+       -- which is used in the generic binds
+       ; (rn_binds, gen_bndrs) 
+               <- discardWarnings $ setOptM Opt_GlasgowExts $ do
+                       { (rn_deriv, _dus1) <- rnTopBinds deriv_binds []
+                       ; (rn_gen, dus_gen) <- rnTopBinds gen_binds   []
+                       ; return (rn_deriv ++ rn_gen, duDefs dus_gen) }
+
+
+       ; dflags <- getDOpts
+       ; ioToTcRn (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_deriv "Derived instances" 
+                  (ddump_deriving inst_info rn_binds))
+
+       ; returnM (inst_info, rn_binds, gen_bndrs)
+       }
   where
-    ddump_deriving :: [InstInfo] -> RenamedHsBinds -> SDoc
+    ddump_deriving :: [InstInfo] -> [HsBindGroup Name] -> SDoc
     ddump_deriving inst_infos extra_binds
-      = vcat (map ppr_info inst_infos) $$ ppr extra_binds
-
-    ppr_info inst_info = pprInstInfo inst_info $$ 
-                        nest 4 (pprInstInfoDetails inst_info)
-       -- pprInstInfo doesn't print much: only the type
+      = vcat (map pprInstInfoDetails inst_infos) $$ vcat (map ppr extra_binds)
 
 -----------------------------------------
 deriveOrdinaryStuff [] -- Short cut
-  = returnM ([], EmptyBinds, emptyFVs)
+  = returnM ([], emptyBag)
 
 deriveOrdinaryStuff eqns
-  =    -- Take the equation list and solve it, to deliver a list of
-       -- solutions, a.k.a. the contexts for the instance decls
-       -- required for the corresponding equations.
-    solveDerivEqns eqns                        `thenM` \ new_dfuns ->
-
-       -- Now augment the InstInfos, adding in the rather boring
-       -- actual-code-to-do-the-methods binds.  We may also need to
-       -- generate extra not-one-inst-decl-specific binds, notably
-       -- "con2tag" and/or "tag2con" functions.  We do these
-       -- separately.
-    gen_taggery_Names new_dfuns                `thenM` \ nm_alist_etc ->
+  = do {       -- Take the equation list and solve it, to deliver a list of
+               -- solutions, a.k.a. the contexts for the instance decls
+               -- required for the corresponding equations.
+       ; new_dfuns <- solveDerivEqns eqns
 
-    let
-       extra_mbind_list = map gen_tag_n_con_monobind nm_alist_etc
-       extra_mbinds     = foldr AndMonoBinds EmptyMonoBinds extra_mbind_list
-       mbinders         = collectMonoBinders extra_mbinds
-    in
-    mappM gen_bind new_dfuns           `thenM` \ method_binds_s ->
-       
-    traceTc (text "tcDeriv" <+> ppr method_binds_s)    `thenM_`
-    getModule                                          `thenM` \ this_mod ->
-    initRn (InterfaceMode this_mod) (
-       -- Rename to get RenamedBinds.
-       -- The only tricky bit is that the extra_binds must scope 
-       -- over the method bindings for the instances.
-       bindLocalsFV (ptext (SLIT("deriving"))) mbinders        $ \ _ ->
-       rnTopMonoBinds extra_mbinds []                  `thenM` \ (rn_extra_binds, dus) ->
-       mapAndUnzipM rn_meths method_binds_s            `thenM` \ (rn_method_binds_s, fvs_s) ->
-       returnM ((rn_method_binds_s, rn_extra_binds), 
-                 duUses dus `plusFV` plusFVs fvs_s)
-    )                          `thenM` \ ((rn_method_binds_s, rn_extra_binds), fvs) ->
-    let
-       new_inst_infos = zipWith gen_inst_info new_dfuns rn_method_binds_s
-    in
-    returnM (new_inst_infos, rn_extra_binds, fvs)
+       -- Generate the InstInfo for each dfun, 
+       -- plus any auxiliary bindings it needs
+       ; (inst_infos, aux_binds_s) <- mapAndUnzipM genInst new_dfuns
 
-  where
-       -- Make a Real dfun instead of the dummy one we have so far
-    gen_inst_info :: DFunId -> RenamedMonoBinds -> InstInfo
-    gen_inst_info dfun binds
-      = InstInfo { iDFunId = dfun, iBinds = VanillaInst binds [] }
+       -- Generate any extra not-one-inst-decl-specific binds, 
+       -- notably "con2tag" and/or "tag2con" functions.  
+       ; extra_binds <- genTaggeryBinds new_dfuns
+
+       -- Done
+       ; returnM (inst_infos, unionManyBags (extra_binds : aux_binds_s))
+   }
 
-    rn_meths (cls, meths) = rnMethodBinds cls [] meths
+-----------------------------------------
+mkGenericBinds tycl_decls
+  = do { tcs <- mapM tcLookupTyCon 
+                       [ tc_name | 
+                         L _ (TyData { tcdLName = L _ tc_name }) <- tycl_decls]
+               -- We are only interested in the data type declarations
+       ; return (unionManyBags [ mkTyConGenericBinds tc | 
+                                 tc <- tcs, tyConHasGenerics tc ]) }
+               -- And then only in the ones whose 'has-generics' flag is on
 \end{code}
 
 
@@ -299,7 +301,7 @@ or} has just one data constructor (e.g., tuples).
 all those.
 
 \begin{code}
-makeDerivEqns :: [RenamedTyClDecl] 
+makeDerivEqns :: [LTyClDecl Name] 
              -> TcM ([DerivEqn],       -- Ordinary derivings
                      [InstInfo])       -- Special newtype derivings
 
@@ -308,111 +310,97 @@ makeDerivEqns tycl_decls
     returnM (catMaybes maybe_ordinaries, catMaybes maybe_newtypes)
   where
     ------------------------------------------------------------------
-    derive_these :: [(NewOrData, Name, RenamedHsPred)]
+    derive_these :: [(NewOrData, Name, LHsType Name)]
        -- Find the (nd, TyCon, Pred) pairs that must be `derived'
-       -- NB: only source-language decls have deriving, no imported ones do
     derive_these = [ (nd, tycon, pred) 
-                  | TyData {tcdND = nd, tcdName = tycon, tcdDerivs = Just preds} <- tycl_decls,
+                  | L _ (TyData { tcdND = nd, tcdLName = L _ tycon, 
+                                 tcdDerivs = Just preds }) <- tycl_decls,
                     pred <- preds ]
 
     ------------------------------------------------------------------
-    mk_eqn :: (NewOrData, Name, RenamedHsPred) -> TcM (Maybe DerivEqn, Maybe InstInfo)
+    mk_eqn :: (NewOrData, Name, LHsType Name) -> TcM (Maybe DerivEqn, Maybe InstInfo)
        -- We swizzle the tyvars and datacons out of the tycon
        -- to make the rest of the equation
+       --
+       -- The "deriv_ty" is a LHsType to take account of the fact that for newtype derivign
+       -- we allow deriving (forall a. C [a]).
 
-    mk_eqn (new_or_data, tycon_name, pred)
+    mk_eqn (new_or_data, tycon_name, hs_deriv_ty)
       = tcLookupTyCon tycon_name               `thenM` \ tycon ->
-       addSrcLoc (getSrcLoc tycon)             $
+       addSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc tycon))               $
         addErrCtxt (derivCtxt Nothing tycon)   $
        tcExtendTyVarEnv (tyConTyVars tycon)    $       -- Deriving preds may (now) mention
                                                        -- the type variables for the type constructor
-        tcHsPred pred                          `thenM` \ pred' ->
-       case getClassPredTys_maybe pred' of
-          Nothing          -> bale_out (malformedPredErr tycon pred)
-          Just (clas, tys) -> mk_eqn_help new_or_data tycon clas tys
+       tcHsDeriv hs_deriv_ty                   `thenM` \ (deriv_tvs, clas, tys) ->
+       doptM Opt_GlasgowExts                   `thenM` \ gla_exts ->
+        mk_eqn_help gla_exts new_or_data tycon deriv_tvs clas tys
 
     ------------------------------------------------------------------
-    mk_eqn_help DataType tycon clas tys
-      | Just err <- chk_out clas tycon tys
-      = bale_out (derivingThingErr clas tys tycon tyvars err)
+    mk_eqn_help gla_exts DataType tycon deriv_tvs clas tys
+      | Just err <- checkSideConditions gla_exts tycon deriv_tvs clas tys
+      = bale_out (derivingThingErr clas tys tycon (tyConTyVars tycon) err)
       | otherwise 
-      = new_dfun_name clas tycon        `thenM` \ dfun_name ->
-       returnM (Just (dfun_name, clas, tycon, tyvars, constraints), Nothing)
-      where
-       tyvars    = tyConTyVars tycon
-       data_cons = tyConDataCons tycon
-       constraints = extra_constraints ++ 
-                     [ mkClassPred clas [arg_ty] 
-                     | data_con <- tyConDataCons tycon,
-                       arg_ty   <- dataConOrigArgTys data_con,
-                               -- Use the same type variables
-                               -- as the type constructor,
-                               -- hence no need to instantiate
-                       not (isUnLiftedType arg_ty)     -- No constraints for unlifted types?
-                     ]
-
-        -- "extra_constraints": see note [Data decl contexts] above
-       extra_constraints = tyConTheta tycon
+      = do { eqn <- mkDataTypeEqn tycon clas
+          ; returnM (Just eqn, Nothing) }
 
-    mk_eqn_help NewType tycon clas tys
-      =        doptM Opt_GlasgowExts                   `thenM` \ gla_exts ->
-        if can_derive_via_isomorphism && (gla_exts || standard_instance) then
-               -- Go ahead and use the isomorphism
+    mk_eqn_help gla_exts NewType tycon deriv_tvs clas tys
+      | can_derive_via_isomorphism && (gla_exts || std_class_via_iso clas)
+      =                -- Go ahead and use the isomorphism
           traceTc (text "newtype deriving:" <+> ppr tycon <+> ppr rep_tys)     `thenM_`
                   new_dfun_name clas tycon             `thenM` \ dfun_name ->
           returnM (Nothing, Just (InstInfo { iDFunId = mk_dfun dfun_name,
                                              iBinds = NewTypeDerived rep_tys }))
-       else
-       if standard_instance then
-               mk_eqn_help DataType tycon clas []      -- Go via bale-out route
-       else
-       -- Non-standard instance
-       if gla_exts then
-               -- Too hard
-               bale_out cant_derive_err
-       else
-               -- Just complain about being a non-std instance
-               bale_out non_std_err
+      | std_class gla_exts clas
+      = mk_eqn_help gla_exts DataType tycon deriv_tvs clas tys -- Go via bale-out route
+
+      | otherwise                              -- Non-standard instance
+      = bale_out (if gla_exts then     
+                       cant_derive_err -- Too hard
+                 else
+                       non_std_err)    -- Just complain about being a non-std instance
       where
        -- Here is the plan for newtype derivings.  We see
        --        newtype T a1...an = T (t ak...an) deriving (.., C s1 .. sm, ...)
-       -- where aj...an do not occur free in t, and the (C s1 ... sm) is a 
-       -- *partial applications* of class C with the last parameter missing
+       -- where t is a type,
+       --       ak...an is a suffix of a1..an
+       --       ak...an do not occur free in t, 
+       --       (C s1 ... sm) is a  *partial applications* of class C 
+       --                      with the last parameter missing
        --
        -- We generate the instances
-       --       instance C s1 .. sm (t ak...aj) => C s1 .. sm (T a1...aj)
-       -- where T a1...aj is the partial application of the LHS of the correct kind
+       --       instance C s1 .. sm (t ak...ap) => C s1 .. sm (T a1...ap)
+       -- where T a1...ap is the partial application of the LHS of the correct kind
+       -- and p >= k
        --
        -- Running example: newtype T s a = MkT (ST s a) deriving( Monad )
        --      instance Monad (ST s) => Monad (T s) where 
        --        fail = coerce ... (fail @ ST s)
+       -- (Actually we don't need the coerce, because non-rec newtypes are transparent
 
        clas_tyvars = classTyVars clas
        kind = tyVarKind (last clas_tyvars)
                -- Kind of the thing we want to instance
                --   e.g. argument kind of Monad, *->*
 
-       (arg_kinds, _) = tcSplitFunTys kind
+       (arg_kinds, _) = splitKindFunTys kind
        n_args_to_drop = length arg_kinds       
                -- Want to drop 1 arg from (T s a) and (ST s a)
                -- to get       instance Monad (ST s) => Monad (T s)
 
        -- Note [newtype representation]
-       -- We must not use newTyConRep to get the representation 
-       -- type, because that looks through all intermediate newtypes
-       -- To get the RHS of *this* newtype, just look at the data
-       -- constructor.  For example
+       -- Need newTyConRhs *not* newTyConRep to get the representation 
+       -- type, because the latter looks through all intermediate newtypes
+       -- For example
        --      newtype B = MkB Int
        --      newtype A = MkA B deriving( Num )
        -- We want the Num instance of B, *not* the Num instance of Int,
        -- when making the Num instance of A!
-       tyvars                = tyConTyVars tycon
-        rep_ty                       = head (dataConOrigArgTys (head (tyConDataCons tycon)))
+        (tc_tvs, rep_ty)      = newTyConRhs tycon
        (rep_fn, rep_ty_args) = tcSplitAppTys rep_ty
 
        n_tyvars_to_keep = tyConArity tycon  - n_args_to_drop
-       tyvars_to_drop   = drop n_tyvars_to_keep tyvars
-       tyvars_to_keep   = take n_tyvars_to_keep tyvars
+       tyvars_to_drop   = drop n_tyvars_to_keep tc_tvs
+       tyvars_to_keep   = take n_tyvars_to_keep tc_tvs
 
        n_args_to_keep = length rep_ty_args - n_args_to_drop
        args_to_drop   = drop n_args_to_keep rep_ty_args
@@ -448,21 +436,22 @@ makeDerivEqns tycl_decls
 
                -- If there are no tyvars, there's no need
                -- to abstract over the dictionaries we need
-       dict_args | null tyvars = []
-                 | otherwise   = rep_pred : sc_theta
+       dict_tvs = deriv_tvs ++ tc_tvs
+       dict_args | null dict_tvs = []
+                 | otherwise     = rep_pred : sc_theta
 
                -- Finally! Here's where we build the dictionary Id
-       mk_dfun dfun_name = mkDictFunId dfun_name tyvars dict_args clas inst_tys
+       mk_dfun dfun_name = mkDictFunId dfun_name dict_tvs dict_args clas inst_tys
 
        -------------------------------------------------------------------
        --  Figuring out whether we can only do this newtype-deriving thing
 
-       standard_instance = null tys && classKey clas `elem` derivableClassKeys
        right_arity = length tys + 1 == classArity clas
 
+               -- Never derive Read,Show,Typeable,Data this way 
+       non_iso_classes = [readClassKey, showClassKey, typeableClassKey, dataClassKey]
        can_derive_via_isomorphism
-          =  not (clas `hasKey` readClassKey)  -- Never derive Read,Show this way
-          && not (clas `hasKey` showClassKey)
+          =  not (getUnique clas `elem` non_iso_classes)
           && right_arity                       -- Well kinded;
                                                -- eg not: newtype T ... deriving( ST )
                                                --      because ST needs *2* type params
@@ -475,6 +464,14 @@ makeDerivEqns tycl_decls
                                                --      newtype A = MkA [A]
                                                -- Don't want
                                                --      instance Eq [A] => Eq A !!
+                       -- Here's a recursive newtype that's actually OK
+                       --      newtype S1 = S1 [T1 ()]
+                       --      newtype T1 a = T1 (StateT S1 IO a ) deriving( Monad )
+                       -- It's currently rejected.  Oh well.
+                       -- In fact we generate an instance decl that has method of form
+                       --      meth @ instTy = meth @ repTy
+                       -- (no coerce's).  We'd need a coerce if we wanted to handle
+                       -- recursive newtypes too
 
        -- Check that eta reduction is OK
        --      (a) the dropped-off args are identical
@@ -506,37 +503,148 @@ makeDerivEqns tycl_decls
 
     bale_out err = addErrTc err `thenM_` returnM (Nothing, Nothing) 
 
-    ------------------------------------------------------------------
-    chk_out :: Class -> TyCon -> [TcType] -> Maybe SDoc
-    chk_out clas tycon tys
-       | notNull tys                                                   = Just ty_args_why
-       | not (getUnique clas `elem` derivableClassKeys)                = Just (non_std_why clas)
-       | clas `hasKey` enumClassKey    && not is_enumeration           = Just nullary_why
-       | clas `hasKey` boundedClassKey && not is_enumeration_or_single = Just single_nullary_why
-       | clas `hasKey` ixClassKey      && not is_enumeration_or_single = Just single_nullary_why
-       | null data_cons                                                = Just no_cons_why
-       | any isExistentialDataCon data_cons                            = Just existential_why     
-       | otherwise                                                     = Nothing
-       where
-           data_cons = tyConDataCons tycon
-           is_enumeration = isEnumerationTyCon tycon
-           is_single_con  = maybeToBool (maybeTyConSingleCon tycon)
-           is_enumeration_or_single = is_enumeration || is_single_con
-
-           single_nullary_why = ptext SLIT("one constructor data type or type with all nullary constructors expected")
-           nullary_why        = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has non-nullary constructors")
-           no_cons_why        = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no data constructors")
-           ty_args_why        = quotes (ppr pred) <+> ptext SLIT("is not a class")
-           existential_why    = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has existentially-quantified constructor(s)")
-
-           pred = mkClassPred clas tys
+std_class gla_exts clas 
+  =  key `elem` derivableClassKeys
+  || (gla_exts && (key == typeableClassKey || key == dataClassKey))
+  where
+     key = classKey clas
+    
+std_class_via_iso clas -- These standard classes can be derived for a newtype
+                       -- using the isomorphism trick *even if no -fglasgow-exts*
+  = classKey clas `elem`  [eqClassKey, ordClassKey, ixClassKey, boundedClassKey]
+       -- Not Read/Show because they respect the type
+       -- Not Enum, becuase newtypes are never in Enum
 
-non_std_why clas = quotes (ppr clas) <+> ptext SLIT("is not a derivable class")
 
 new_dfun_name clas tycon       -- Just a simple wrapper
   = newDFunName clas [mkTyConApp tycon []] (getSrcLoc tycon)
        -- The type passed to newDFunName is only used to generate
        -- a suitable string; hence the empty type arg list
+
+------------------------------------------------------------------
+mkDataTypeEqn :: TyCon -> Class -> TcM DerivEqn
+mkDataTypeEqn tycon clas
+  | clas `hasKey` typeableClassKey
+  =    -- The Typeable class is special in several ways
+       --        data T a b = ... deriving( Typeable )
+       -- gives
+       --        instance Typeable2 T where ...
+       -- Notice that:
+       -- 1. There are no constraints in the instance
+       -- 2. There are no type variables either
+       -- 3. The actual class we want to generate isn't necessarily
+       --      Typeable; it depends on the arity of the type
+    do { real_clas <- tcLookupClass (typeableClassNames !! tyConArity tycon)
+       ; dfun_name <- new_dfun_name real_clas tycon
+       ; return (dfun_name, real_clas, tycon, [], []) }
+
+  | otherwise
+  = do { dfun_name <- new_dfun_name clas tycon
+       ; return (dfun_name, clas, tycon, tyvars, constraints) }
+  where
+    tyvars            = tyConTyVars tycon
+    constraints       = extra_constraints ++ ordinary_constraints
+    extra_constraints = tyConTheta tycon
+        -- "extra_constraints": see note [Data decl contexts] above
+
+    ordinary_constraints
+      = [ mkClassPred clas [arg_ty] 
+        | data_con <- tyConDataCons tycon,
+          arg_ty   <- dataConOrigArgTys data_con,
+               -- Use the same type variables
+               -- as the type constructor,
+               -- hence no need to instantiate
+          not (isUnLiftedType arg_ty)  -- No constraints for unlifted types?
+        ]
+
+
+------------------------------------------------------------------
+-- Check side conditions that dis-allow derivability for particular classes
+-- This is *apart* from the newtype-deriving mechanism
+
+checkSideConditions :: Bool -> TyCon -> [TyVar] -> Class -> [TcType] -> Maybe SDoc
+checkSideConditions gla_exts tycon deriv_tvs clas tys
+  | notNull deriv_tvs || notNull tys   
+  = Just ty_args_why   -- e.g. deriving( Foo s )
+  | otherwise
+  = case [cond | (key,cond) <- sideConditions, key == getUnique clas] of
+       []     -> Just (non_std_why clas)
+       [cond] -> cond (gla_exts, tycon)
+       other  -> pprPanic "checkSideConditions" (ppr clas)
+  where
+    ty_args_why        = quotes (ppr (mkClassPred clas tys)) <+> ptext SLIT("is not a class")
+
+non_std_why clas = quotes (ppr clas) <+> ptext SLIT("is not a derivable class")
+
+sideConditions :: [(Unique, Condition)]
+sideConditions
+  = [  (eqClassKey,       cond_std),
+       (ordClassKey,      cond_std),
+       (readClassKey,     cond_std),
+       (showClassKey,     cond_std),
+       (enumClassKey,     cond_std `andCond` cond_isEnumeration),
+       (ixClassKey,       cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct)),
+       (boundedClassKey,  cond_std `andCond` (cond_isEnumeration `orCond` cond_isProduct)),
+       (typeableClassKey, cond_glaExts `andCond` cond_typeableOK),
+       (dataClassKey,     cond_glaExts `andCond` cond_std)
+    ]
+
+type Condition = (Bool, TyCon) -> Maybe SDoc   -- Nothing => OK
+
+orCond :: Condition -> Condition -> Condition
+orCond c1 c2 tc 
+  = case c1 tc of
+       Nothing -> Nothing              -- c1 succeeds
+       Just x  -> case c2 tc of        -- c1 fails
+                    Nothing -> Nothing
+                    Just y  -> Just (x $$ ptext SLIT("  and") $$ y)
+                                       -- Both fail
+
+andCond c1 c2 tc = case c1 tc of
+                    Nothing -> c2 tc   -- c1 succeeds
+                    Just x  -> Just x  -- c1 fails
+
+cond_std :: Condition
+cond_std (gla_exts, tycon)
+  | any isExistentialDataCon data_cons         = Just existential_why     
+  | null data_cons                     = Just no_cons_why
+  | otherwise                          = Nothing
+  where
+    data_cons       = tyConDataCons tycon
+    no_cons_why            = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no data constructors")
+    existential_why = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has existentially-quantified constructor(s)")
+  
+cond_isEnumeration :: Condition
+cond_isEnumeration (gla_exts, tycon)
+  | isEnumerationTyCon tycon = Nothing
+  | otherwise               = Just why
+  where
+    why = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has non-nullary constructors")
+
+cond_isProduct :: Condition
+cond_isProduct (gla_exts, tycon)
+  | isProductTyCon tycon = Nothing
+  | otherwise           = Just why
+  where
+    why = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has more than one constructor")
+
+cond_typeableOK :: Condition
+-- OK for Typeable class
+-- Currently: (a) args all of kind *
+--           (b) 7 or fewer args
+cond_typeableOK (gla_exts, tycon)
+  | tyConArity tycon > 7                                     = Just too_many
+  | not (all (isArgTypeKind . tyVarKind) (tyConTyVars tycon)) = Just bad_kind
+  | otherwise                                                = Nothing
+  where
+    too_many = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has too many arguments")
+    bad_kind = quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has arguments of kind other than `*'")
+
+cond_glaExts :: Condition
+cond_glaExts (gla_exts, tycon) | gla_exts  = Nothing
+                              | otherwise = Just why
+  where
+    why  = ptext SLIT("You need -fglasgow-exts to derive an instance for this class")
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -592,7 +700,7 @@ solveDerivEqns orig_eqns
         checkNoErrs (
                  -- Extend the inst info from the explicit instance decls
                  -- with the current set of solutions, and simplify each RHS
-           tcExtendTempInstEnv dfuns $
+           extendLocalInstEnv dfuns $
            mappM gen_soln orig_eqns
        )                               `thenM` \ new_solns ->
        if (current_solns == new_solns) then
@@ -603,14 +711,23 @@ solveDerivEqns orig_eqns
     ------------------------------------------------------------------
 
     gen_soln (_, clas, tc,tyvars,deriv_rhs)
-      = addSrcLoc (getSrcLoc tc)               $
+      = addSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc tc))         $
        addErrCtxt (derivCtxt (Just clas) tc)   $
        tcSimplifyDeriv tyvars deriv_rhs        `thenM` \ theta ->
-       returnM (sortLt (<) theta)      -- Canonicalise before returning the soluction
+       returnM (sortLe (<=) theta)     -- Canonicalise before returning the soluction
 
 mk_deriv_dfun (dfun_name, clas, tycon, tyvars, _) theta
   = mkDictFunId dfun_name tyvars theta
                clas [mkTyConApp tycon (mkTyVarTys tyvars)] 
+
+extendLocalInstEnv :: [DFunId] -> TcM a -> TcM a
+-- Add new locall-defined instances; don't bother to check
+-- for functional dependency errors -- that'll happen in TcInstDcls
+extendLocalInstEnv dfuns thing_inside
+ = do { env <- getGblEnv
+      ; let  inst_env' = foldl extendInstEnv (tcg_inst_env env) dfuns 
+            env'      = env { tcg_inst_env = inst_env' }
+      ; setGblEnv env' thing_inside }
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -668,37 +785,59 @@ Much less often (really just for deriving @Ix@), we use a
 
 \item
 We use the renamer!!!  Reason: we're supposed to be
-producing @RenamedMonoBinds@ for the methods, but that means
+producing @LHsBinds Name@ for the methods, but that means
 producing correctly-uniquified code on the fly.  This is entirely
 possible (the @TcM@ monad has a @UniqueSupply@), but it is painful.
-So, instead, we produce @RdrNameMonoBinds@ then heave 'em through
+So, instead, we produce @MonoBinds RdrName@ then heave 'em through
 the renamer.  What a great hack!
 \end{itemize}
 
 \begin{code}
--- Generate the method bindings for the required instance
--- (paired with class name, as we need that when renaming
---  the method binds)
-gen_bind :: DFunId -> TcM (Name, RdrNameMonoBinds)
-gen_bind dfun
+-- Generate the InstInfo for the required instance,
+-- plus any auxiliary bindings required
+genInst :: DFunId -> TcM (InstInfo, LHsBinds RdrName)
+genInst dfun
   = getFixityEnv               `thenM` \ fix_env -> 
-    returnM (cls_nm, gen_binds_fn fix_env cls_nm tycon)
-  where
-    cls_nm       = className clas
-    (clas, tycon) = simpleDFunClassTyCon dfun
-
-gen_binds_fn fix_env cls_nm
-  = assoc "gen_bind:bad derived class"
-         gen_list (nameUnique cls_nm)
+    let
+       (tyvars,_,clas,[ty])    = tcSplitDFunTy (idType dfun)
+       clas_nm                 = className clas
+       tycon                   = tcTyConAppTyCon ty 
+       (meth_binds, aux_binds) = genDerivBinds clas fix_env tycon
+    in
+       -- Bring the right type variables into 
+       -- scope, and rename the method binds
+    bindLocalNames (map varName tyvars)                $
+    rnMethodBinds clas_nm [] meth_binds                `thenM` \ (rn_meth_binds, _fvs) ->
+
+       -- Build the InstInfo
+    returnM (InstInfo { iDFunId = dfun, iBinds = VanillaInst rn_meth_binds [] }, 
+            aux_binds)
+
+genDerivBinds clas fix_env tycon
+  | className clas `elem` typeableClassNames
+  = (gen_Typeable_binds tycon, emptyBag)
+
+  | otherwise
+  = case assocMaybe gen_list (getUnique clas) of
+       Just gen_fn -> gen_fn fix_env tycon
+       Nothing     -> pprPanic "genDerivBinds: bad derived class" (ppr clas)
   where
-    gen_list = [(eqClassKey,      gen_Eq_binds)
-              ,(ordClassKey,     gen_Ord_binds)
-              ,(enumClassKey,    gen_Enum_binds)
-              ,(boundedClassKey, gen_Bounded_binds)
-              ,(ixClassKey,      gen_Ix_binds)
-              ,(showClassKey,    gen_Show_binds fix_env)
-              ,(readClassKey,    gen_Read_binds fix_env)
-              ]
+    gen_list :: [(Unique, FixityEnv -> TyCon -> (LHsBinds RdrName, LHsBinds RdrName))]
+    gen_list = [(eqClassKey,      no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Eq_binds))
+              ,(ordClassKey,     no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Ord_binds))
+              ,(enumClassKey,    no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Enum_binds))
+              ,(boundedClassKey, no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Bounded_binds))
+              ,(ixClassKey,      no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Ix_binds))
+              ,(typeableClassKey,no_aux_binds (ignore_fix_env gen_Typeable_binds))
+              ,(showClassKey,    no_aux_binds gen_Show_binds)
+              ,(readClassKey,    no_aux_binds gen_Read_binds)
+              ,(dataClassKey,    gen_Data_binds)
+              ]
+
+      -- no_aux_binds is used for generators that don't 
+      -- need to produce any auxiliary bindings
+    no_aux_binds f fix_env tc = (f fix_env tc, emptyBag)
+    ignore_fix_env f fix_env tc = f tc
 \end{code}
 
 
@@ -735,14 +874,11 @@ We're deriving @Enum@, or @Ix@ (enum type only???)
 If we have a @tag2con@ function, we also generate a @maxtag@ constant.
 
 \begin{code}
-gen_taggery_Names :: [DFunId]
-                 -> TcM [(RdrName,     -- for an assoc list
-                          TyCon,       -- related tycon
-                          TagThingWanted)]
-
-gen_taggery_Names dfuns
-  = foldlM do_con2tag []           tycons_of_interest `thenM` \ names_so_far ->
-    foldlM do_tag2con names_so_far tycons_of_interest
+genTaggeryBinds :: [DFunId] -> TcM (LHsBinds RdrName)
+genTaggeryBinds dfuns
+  = do { names_so_far <- foldlM do_con2tag []           tycons_of_interest
+       ; nm_alist_etc <- foldlM do_tag2con names_so_far tycons_of_interest
+       ; return (listToBag (map gen_tag_n_con_monobind nm_alist_etc)) }
   where
     all_CTs = map simpleDFunClassTyCon dfuns
     all_tycons             = map snd all_CTs
@@ -753,7 +889,7 @@ gen_taggery_Names dfuns
         ((we_are_deriving eqClassKey tycon
            && any isNullaryDataCon (tyConDataCons tycon))
         || (we_are_deriving ordClassKey  tycon
-           && not (maybeToBool (maybeTyConSingleCon tycon)))
+           && not (isProductTyCon tycon))
         || (we_are_deriving enumClassKey tycon)
         || (we_are_deriving ixClassKey   tycon))
        
@@ -789,8 +925,6 @@ derivingThingErr clas tys tycon tyvars why
   where
     pred = mkClassPred clas (tys ++ [mkTyConApp tycon (mkTyVarTys tyvars)])
 
-malformedPredErr tycon pred = ptext SLIT("Illegal deriving item") <+> ppr pred
-
 derivCtxt :: Maybe Class -> TyCon -> SDoc
 derivCtxt maybe_cls tycon
   = ptext SLIT("When deriving") <+> cls <+> ptext SLIT("for type") <+> quotes (ppr tycon)