[project @ 2003-12-10 14:15:16 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
index 78d56f4..0d29681 100644 (file)
 %
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996
+% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996-1998
 %
 \section[TcTyClsDecls]{Typecheck type and class declarations}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module TcTyClsDecls (
-       tcTyAndClassDecls1
+       tcTyAndClassDecls
     ) where
 
-import Ubiq{-uitous-}
+#include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( TyDecl(..),  ConDecl(..), BangType(..),
-                         ClassDecl(..), MonoType(..), PolyType(..),
-                         Sig(..), MonoBinds, Fake, InPat, HsBinds(..), Bind, HsExpr )
-import RnHsSyn         ( isRnTyCon, RenamedTyDecl(..), RenamedClassDecl(..),
-                         RnName(..){-instance Uniquable-}
+import HsSyn           ( TyClDecl(..),  HsConDetails(..), HsTyVarBndr(..),
+                         ConDecl(..),   Sig(..), BangType(..), HsBang(..),
+                         tyClDeclTyVars, getBangType, getBangStrictness,
+                         LTyClDecl, tcdName, LHsTyVarBndr
                        )
-import TcHsSyn         ( TcHsBinds(..), TcIdOcc(..) )
-
-import TcMonad
-import Inst            ( InstanceMapper(..) )
-import TcClassDcl      ( tcClassDecl1 )
-import TcEnv           ( tcExtendTyConEnv, tcExtendClassEnv,
-                         tcExtendGlobalValEnv, 
-                         tcTyVarScope, tcGetEnv )
-import TcKind          ( TcKind, newKindVars )
-import TcTyDecls       ( tcTyDecl, mkDataBinds )
-
-import Bag     
-import Class           ( Class(..), classSelIds )
-import Digraph         ( findSCCs, SCC(..) )
-import Name            ( getSrcLoc )
-import PprStyle
-import Pretty
-import UniqSet         ( UniqSet(..), emptyUniqSet,
-                         unitUniqSet, unionUniqSets, 
-                         unionManyUniqSets, uniqSetToList ) 
-import SrcLoc          ( SrcLoc )
-import TyCon           ( TyCon, tyConDataCons, isDataTyCon, isSynTyCon )
-import Unique          ( Unique )
-import Util            ( panic, pprTrace )
-
+import BasicTypes      ( RecFlag(..), NewOrData(..), StrictnessMark(..) )
+import HscTypes                ( implicitTyThings )
+import BuildTyCl       ( buildClass, buildAlgTyCon, buildSynTyCon, buildDataCon )
+import TcRnMonad
+import TcEnv           ( TcTyThing(..), TyThing(..), 
+                         tcLookupLocated, tcLookupLocatedGlobal, 
+                         tcExtendGlobalEnv,
+                         tcExtendRecEnv, tcLookupTyVar )
+import TcTyDecls       ( calcTyConArgVrcs, calcRecFlags, calcCycleErrs )
+import TcClassDcl      ( tcClassSigs, tcAddDeclCtxt )
+import TcHsType                ( kcHsTyVars, kcHsLiftedSigType, kcHsSigType, kcCheckHsType, 
+                         kcHsContext, tcTyVarBndrs, tcHsKindedType, tcHsKindedContext )
+import TcMType         ( newKindVar, checkValidTheta, checkValidType, checkFreeness, 
+                         UserTypeCtxt(..), SourceTyCtxt(..) ) 
+import TcUnify         ( unifyKind )
+import TcType          ( TcKind, ThetaType, TcType, tyVarsOfType,
+                         mkArrowKind, liftedTypeKind, 
+                         tcSplitSigmaTy, tcEqType )
+import Type            ( splitTyConApp_maybe, pprThetaArrow, pprParendType )
+import FieldLabel      ( fieldLabelName, fieldLabelType )
+import Generics                ( validGenericMethodType, canDoGenerics )
+import Class           ( Class, className, classTyCon, DefMeth(..), classBigSig, classTyVars )
+import TyCon           ( TyCon, ArgVrcs, DataConDetails(..), 
+                         tyConDataCons, mkForeignTyCon, isProductTyCon, isRecursiveTyCon,
+                         tyConTheta, getSynTyConDefn, tyConDataCons, isSynTyCon, tyConName )
+import DataCon         ( DataCon, dataConWrapId, dataConName, dataConSig, dataConFieldLabels )
+import Var             ( TyVar, idType, idName )
+import VarSet          ( elemVarSet )
+import Name            ( Name, getSrcLoc )
+import Outputable
+import Util            ( zipLazy, isSingleton, notNull )
+import SrcLoc          ( srcLocSpan, Located(..), unLoc )
+import ListSetOps      ( equivClasses )
+import CmdLineOpts     ( DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_Generics, Opt_UnboxStrictFields ) )
 \end{code}
 
-The main function
-~~~~~~~~~~~~~~~~~
-\begin{code}
-data Decl = TyD RenamedTyDecl | ClD RenamedClassDecl
 
-tcTyAndClassDecls1 :: InstanceMapper
-                  -> Bag RenamedTyDecl -> Bag RenamedClassDecl
-                  -> TcM s (TcEnv s, TcHsBinds s)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type checking for type and class declarations}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-tcTyAndClassDecls1 inst_mapper rnty_decls rncls_decls
-  = sortByDependency syn_decls cls_decls decls `thenTc` \ groups ->
-    tcGroups inst_mapper groups
+Dealing with a group
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider a mutually-recursive group, binding 
+a type constructor T and a class C.
+
+Step 1:        getInitialKind
+       Construct a KindEnv by binding T and C to a kind variable 
+
+Step 2:        kcTyClDecl
+       In that environment, do a kind check
+
+Step 3: Zonk the kinds
+
+Step 4:        buildTyConOrClass
+       Construct an environment binding T to a TyCon and C to a Class.
+       a) Their kinds comes from zonking the relevant kind variable
+       b) Their arity (for synonyms) comes direct from the decl
+       c) The funcional dependencies come from the decl
+       d) The rest comes a knot-tied binding of T and C, returned from Step 4
+       e) The variances of the tycons in the group is calculated from 
+               the knot-tied stuff
+
+Step 5:        tcTyClDecl1
+       In this environment, walk over the decls, constructing the TyCons and Classes.
+       This uses in a strict way items (a)-(c) above, which is why they must
+       be constructed in Step 4. Feed the results back to Step 4.
+       For this step, pass the is-recursive flag as the wimp-out flag
+       to tcTyClDecl1.
+       
+
+Step 6:                Extend environment
+       We extend the type environment with bindings not only for the TyCons and Classes,
+       but also for their "implicit Ids" like data constructors and class selectors
+
+Step 7:                checkValidTyCl
+       For a recursive group only, check all the decls again, just
+       to check all the side conditions on validity.  We could not
+       do this before because we were in a mutually recursive knot.
+
+
+The knot-tying parameters: @rec_details_list@ is an alist mapping @Name@s to
+@TyThing@s.  @rec_vrcs@ is a finite map from @Name@s to @ArgVrcs@s.
+
+\begin{code}
+tcTyAndClassDecls :: [LTyClDecl Name]
+                  -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
+                                       -- and their implicit Ids,DataCons
+tcTyAndClassDecls decls
+  = do {       -- First check for cyclic type synonysm or classes
+               -- See notes with checkCycleErrs
+         checkCycleErrs decls
+
+       ; let { udecls = map unLoc decls }
+       ; tyclss <- fixM (\ rec_tyclss ->
+         do    { lcl_things <- mappM getInitialKind udecls
+                       -- Extend the local env with kinds, and
+                       -- the global env with the knot-tied results
+               ; let { gbl_things = mkGlobalThings udecls rec_tyclss }
+               ; tcExtendRecEnv gbl_things lcl_things $ do     
+
+               -- The local type environment is populated with 
+               --              {"T" -> ARecTyCon k, ...}
+               -- and the global type envt with
+               --              {"T" -> ATyCon T, ...}
+               -- where k is T's (unzonked) kind
+               --       T is the loop-tied TyCon itself
+               -- We must populate the environment with the loop-tied T's right
+               -- away, because the kind checker may "fault in" some type 
+               -- constructors that recursively mention T
+
+               -- Kind-check the declarations, returning kind-annotated decls
+               { kc_decls <- mappM kcTyClDecl decls
+
+               -- Calculate variances and rec-flag
+               ; let { calc_vrcs = calcTyConArgVrcs rec_tyclss
+                     ; calc_rec  = calcRecFlags     rec_tyclss }
+                   
+               ; mappM (tcTyClDecl calc_vrcs calc_rec) kc_decls
+           }})
+       -- Finished with knot-tying now
+       -- Extend the environment with the finished things
+       ; tcExtendGlobalEnv tyclss $ do
+
+       -- Perform the validity check
+       { traceTc (text "ready for validity check")
+       ; mappM_ checkValidTyCl decls
+       ; traceTc (text "done")
+   
+       -- Add the implicit things;
+       -- we want them in the environment because 
+       -- they may be mentioned in interface files
+       ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings tyclss }
+       ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr tyclss) $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
+       ; tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
+    }}
+
+mkGlobalThings :: [TyClDecl Name]      -- The decls
+              -> [TyThing]             -- Knot-tied, in 1-1 correspondence with the decls
+              -> [(Name,TyThing)]
+-- Driven by the Decls, and treating the TyThings lazily
+-- make a TypeEnv for the new things
+mkGlobalThings decls things
+  = map mk_thing (decls `zipLazy` things)
   where
-    cls_decls = mapBag ClD rncls_decls
-    ty_decls  = mapBag TyD rnty_decls
-    syn_decls = filterBag is_syn_decl ty_decls
-    decls     = ty_decls `unionBags` cls_decls
+    mk_thing (ClassDecl {tcdLName = L _ name}, ~(AClass cl))
+        = (name, AClass cl)
+    mk_thing (decl, ~(ATyCon tc))
+         = (tcdName decl, ATyCon tc)
+\end{code}
 
-    is_syn_decl (TyD (TySynonym _ _ _ _)) = True
-    is_syn_decl _                        = False
 
-tcGroups inst_mapper []
-  = tcGetEnv           `thenNF_Tc` \ env ->
-    returnTc (env, EmptyBinds)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Kind checking
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-tcGroups inst_mapper (group:groups)
-  = tcGroup inst_mapper group  `thenTc` \ (new_env, binds1) ->
+We need to kind check all types in the mutually recursive group
+before we know the kind of the type variables.  For example:
 
-       -- Extend the environment using the new tycons and classes
-    tcSetEnv new_env $
+class C a where
+   op :: D b => a -> b -> b
 
-       -- Do the remaining groups
-    tcGroups inst_mapper groups        `thenTc` \ (final_env, binds2) ->
+class D c where
+   bop :: (Monad c) => ...
 
-    returnTc (final_env, binds1 `ThenBinds` binds2)
-\end{code}
+Here, the kind of the locally-polymorphic type variable "b"
+depends on *all the uses of class D*.  For example, the use of
+Monad c in bop's type signature means that D must have kind Type->Type.
 
-Dealing with a group
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 \begin{code}
-tcGroup :: InstanceMapper -> Bag Decl -> TcM s (TcEnv s, TcHsBinds s)
-tcGroup inst_mapper decls
-  = --pprTrace "tcGroup: " (ppCat (map (fst.fmt_decl) (bagToList decls))) $
-
-       -- TIE THE KNOT
-    fixTc ( \ ~(tycons,classes,_) ->
-
-               -- EXTEND TYPE AND CLASS ENVIRONMENTS
-               -- including their data constructors and class operations
-               -- NB: it's important that the tycons and classes come back in just
-               -- the same order from this fix as from get_binders, so that these
-               -- extend-env things work properly.  A bit UGH-ish.
-      tcExtendTyConEnv tycon_names_w_arities tycons              $
-      tcExtendClassEnv class_names classes                       $
-
-               -- DEAL WITH TYPE VARIABLES
-      tcTyVarScope tyvar_names                         ( \ tyvars ->
-
-               -- DEAL WITH THE DEFINITIONS THEMSELVES
-       foldBag combine (tcDecl inst_mapper)
-               (returnTc (emptyBag, emptyBag))
-               decls
-      )                                                `thenTc` \ (tycon_bag,class_bag) ->
-      let
-       tycons = bagToList tycon_bag
-       classes = bagToList class_bag
-      in 
-
-               -- SNAFFLE ENV TO RETURN
-      tcGetEnv                                 `thenNF_Tc` \ final_env ->
-
-      returnTc (tycons, classes, final_env)
-    ) `thenTc` \ (tycons, classes, final_env) ->
-
-
-       -- Create any necessary record selector Ids and their bindings
-       -- "Necessary" includes data and newtype declarations
-    mapAndUnzipTc mkDataBinds (filter (not.isSynTyCon) tycons) `thenTc` \ (data_ids_s, binds) ->
-       
-       -- Extend the global value environment with 
-       --      a) constructors
-       --      b) record selectors
-       --      c) class op selectors
+------------------------------------------------------------------------
+getInitialKind :: TyClDecl Name -> TcM (Name, TcTyThing)
 
-    tcSetEnv final_env                                         $
-    tcExtendGlobalValEnv (concat data_ids_s)                   $
-    tcExtendGlobalValEnv (concat (map classSelIds classes))  $
-    tcGetEnv                   `thenNF_Tc` \ really_final_env ->
+-- Note the lazy pattern match on the ATyCon etc
+-- Exactly the same reason as the zipLay above
 
-    returnTc (really_final_env, foldr ThenBinds EmptyBinds binds)
+getInitialKind (TyData {tcdLName = L _ name})
+ = newKindVar                          `thenM` \ kind  ->
+   returnM (name, ARecTyCon kind)
 
-  where
-    (tyvar_rn_names, tycon_names_w_arities, class_names) = get_binders decls
+getInitialKind (TySynonym {tcdLName = L _ name})
+ = newKindVar                          `thenM` \ kind  ->
+   returnM (name, ARecTyCon kind)
 
-    tyvar_names = map de_rn tyvar_rn_names
-    de_rn (RnName n) = n
+getInitialKind (ClassDecl {tcdLName = L _ name})
+ = newKindVar                          `thenM` \ kind  ->
+   returnM (name, ARecClass kind)
 
-    combine do_a do_b
-      = do_a `thenTc` \ (a1,a2) ->
-        do_b `thenTc` \ (b1,b2) ->
-       returnTc (a1 `unionBags` b1, a2 `unionBags` b2)
-\end{code}
 
-Dealing with one decl
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-\begin{code}
-tcDecl  :: InstanceMapper
-       -> Decl
-       -> TcM s (Bag TyCon, Bag Class)
+------------------------------------------------------------------------
+kcTyClDecl :: LTyClDecl Name -> TcM (LTyClDecl Name)
 
-tcDecl inst_mapper (TyD decl)
-  = tcTyDecl decl      `thenTc` \ tycon ->
-    returnTc (unitBag tycon, emptyBag)
+kcTyClDecl decl@(L loc d@(TySynonym {tcdSynRhs = rhs}))
+  = do         { res_kind <- newKindVar
+       ; kcTyClDeclBody decl res_kind          $ \ tvs' ->
+         do { rhs' <- kcCheckHsType rhs res_kind
+            ; return (L loc d{tcdTyVars = tvs', tcdSynRhs = rhs'}) } }
 
-tcDecl inst_mapper (ClD decl)
-  = tcClassDecl1 inst_mapper decl   `thenTc` \ clas ->
-    returnTc (emptyBag, unitBag clas)
+kcTyClDecl decl@(L loc d@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons}))
+  = kcTyClDeclBody decl liftedTypeKind $ \ tvs' ->
+    do { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
+       ; cons' <- mappM (wrapLocM kc_con_decl) cons
+       ; return (L loc d{tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdCons = cons'}) }
+  where
+    kc_con_decl (ConDecl name ex_tvs ex_ctxt details)
+      = kcHsTyVars ex_tvs              $ \ ex_tvs' ->
+       do { ex_ctxt' <- kcHsContext ex_ctxt
+          ; details' <- kc_con_details details 
+          ; return (ConDecl name ex_tvs' ex_ctxt' details')}
+
+    kc_con_details (PrefixCon btys) 
+       = do { btys' <- mappM kc_larg_ty btys ; return (PrefixCon btys') }
+    kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) 
+       = do { bty1' <- kc_larg_ty bty1; bty2' <- kc_larg_ty bty2; return (InfixCon bty1' bty2') }
+    kc_con_details (RecCon fields) 
+       = do { fields' <- mappM kc_field fields; return (RecCon fields') }
+
+    kc_field (fld, bty) = do { bty' <- kc_larg_ty bty ; return (fld, bty') }
+
+    kc_larg_ty = wrapLocM kc_arg_ty
+
+    kc_arg_ty (BangType str ty) = do { ty' <- kc_arg_ty_body ty; return (BangType str ty') }
+    kc_arg_ty_body = case new_or_data of
+                        DataType -> kcHsSigType
+                        NewType  -> kcHsLiftedSigType
+           -- Can't allow an unlifted type for newtypes, because we're effectively
+           -- going to remove the constructor while coercing it to a lifted type.
+
+kcTyClDecl decl@(L loc d@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt,  tcdSigs = sigs}))
+  = kcTyClDeclBody decl liftedTypeKind $ \ tvs' ->
+    do { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
+       ; sigs' <- mappM (wrapLocM kc_sig) sigs
+       ; return (L loc d{tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = sigs'}) }
+  where
+    kc_sig (Sig nm op_ty) = do { op_ty' <- kcHsLiftedSigType op_ty
+                               ; return (Sig nm op_ty') }
+    kc_sig other_sig         = return other_sig
+
+kcTyClDecl decl@(L _ (ForeignType {}))
+  = return decl
+
+kcTyClDeclBody :: LTyClDecl Name -> TcKind
+              -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM a)
+              -> TcM a
+  -- Extend the env with bindings for the tyvars, taken from
+  -- the kind of the tycon/class.  Give it to the thing inside, and 
+  -- check the result kind matches
+kcTyClDeclBody decl res_kind thing_inside
+  = tcAddDeclCtxt decl         $
+    kcHsTyVars (tyClDeclTyVars (unLoc decl))   $ \ kinded_tvs ->
+    do         { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName (unLoc decl))
+       ; let { tc_kind = case tc_ty_thing of
+                           ARecClass k -> k
+                           ARecTyCon k -> k
+         }
+       ; unifyKind tc_kind (foldr (mkArrowKind . kindedTyVarKind) 
+                                  res_kind kinded_tvs)
+       ; thing_inside kinded_tvs }
+
+kindedTyVarKind (L _ (KindedTyVar _ k)) = k
 \end{code}
 
-Dependency analysis
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type checking}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-sortByDependency :: Bag Decl -> Bag Decl -> Bag Decl -> TcM s [Bag Decl]
-sortByDependency syn_decls cls_decls decls
-  = let                -- CHECK FOR SYNONYM CYCLES
-       syn_sccs   = findSCCs mk_edges syn_decls
-       syn_cycles = [map fmt_decl (bagToList decls)
-                       | CyclicSCC decls <- syn_sccs]
-
-    in
-    checkTc (null syn_cycles) (typeCycleErr syn_cycles)                `thenTc_`
-
-    let                -- CHECK FOR CLASS CYCLES
-       cls_sccs   = findSCCs mk_edges cls_decls
-       cls_cycles = [map fmt_decl (bagToList decls)
-                       | CyclicSCC decls <- cls_sccs]
-
-    in
-    checkTc (null cls_cycles) (classCycleErr cls_cycles)       `thenTc_`
-
-               -- DO THE MAIN DEPENDENCY ANALYSIS
-    let
-       decl_sccs  = findSCCs mk_edges decls
-       scc_bags   = map bag_acyclic decl_sccs
-    in
-    returnTc (scc_bags)
-    
-  where
-   bag_acyclic (AcyclicSCC scc) = unitBag scc
-   bag_acyclic (CyclicSCC sccs) = sccs
+tcTyClDecl :: (Name -> ArgVrcs) -> (Name -> RecFlag) 
+          -> LTyClDecl Name -> TcM TyThing
 
-fmt_decl decl
-  = (ppr PprForUser name, getSrcLoc name)
+tcTyClDecl calc_vrcs calc_isrec decl
+  = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec (unLoc decl))
+
+tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec 
+  (TySynonym {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdSynRhs = rhs_ty})
+  =   tcTyVarBndrs tvs         $ \ tvs' -> do 
+    { rhs_ty' <- tcHsKindedType rhs_ty
+    ; return (ATyCon (buildSynTyCon tc_name tvs' rhs_ty' arg_vrcs)) }
+  where
+    arg_vrcs = calc_vrcs tc_name
+
+tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec 
+  (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
+          tcdLName = L _ tc_name, tcdCons = cons})
+  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+  { ctxt'       <- tcHsKindedContext ctxt
+  ; want_generic <- doptM Opt_Generics
+  ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
+       { cons' <- mappM (addLocM (tcConDecl new_or_data tycon tvs' ctxt')) cons
+       ; buildAlgTyCon new_or_data tc_name tvs' ctxt' 
+                       (DataCons cons') arg_vrcs is_rec
+                       (want_generic && canDoGenerics cons')
+       })
+  ; return (ATyCon tycon)
+  }
+  where
+    arg_vrcs = calc_vrcs tc_name
+    is_rec   = calc_isrec tc_name
+
+tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec 
+  (ClassDecl {tcdLName = L _ class_name, tcdTyVars = tvs, 
+             tcdCtxt = ctxt, tcdMeths = meths,
+             tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs} )
+  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+  { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
+  ; fds' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
+  ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
+  ; clas <- fixM (\ clas ->
+               let     -- This little knot is just so we can get
+                       -- hold of the name of the class TyCon, which we
+                       -- need to look up its recursiveness and variance
+                   tycon_name = tyConName (classTyCon clas)
+                   tc_isrec = calc_isrec tycon_name
+                   tc_vrcs  = calc_vrcs  tycon_name
+               in
+               buildClass class_name tvs' ctxt' fds' 
+                          sig_stuff tc_isrec tc_vrcs)
+  ; return (AClass clas) }
+  where
+    tc_fundep (tvs1, tvs2) = do { tvs1' <- mappM tcLookupTyVar tvs1 ;
+                               ; tvs2' <- mappM tcLookupTyVar tvs2 ;
+                               ; return (tvs1', tvs2') }
+
+
+tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec 
+  (ForeignType {tcdLName = L _ tc_name, tcdExtName = tc_ext_name})
+  = returnM (ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0 []))
+
+-----------------------------------
+tcConDecl :: NewOrData -> TyCon -> [TyVar] -> ThetaType 
+         -> ConDecl Name -> TcM DataCon
+
+tcConDecl new_or_data tycon tyvars ctxt 
+          (ConDecl name ex_tvs ex_ctxt details)
+  = tcTyVarBndrs ex_tvs                $ \ ex_tvs' -> do 
+    { ex_ctxt' <- tcHsKindedContext ex_ctxt
+    ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
+    ; let 
+       tc_datacon field_lbls btys
+         = do { let { ubtys = map unLoc btys }
+              ; arg_tys <- mappM (tcHsKindedType . getBangType) ubtys
+              ; buildDataCon (unLoc name)
+                   (argStrictness unbox_strict tycon ubtys arg_tys)
+                   (map unLoc field_lbls)
+                   tyvars ctxt ex_tvs' ex_ctxt'
+                   arg_tys tycon }
+    ; case details of
+       PrefixCon btys     -> tc_datacon [] btys
+       InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon [] [bty1,bty2]
+       RecCon fields      -> do { checkTc (null ex_tvs') (exRecConErr name)
+                                ; let { (field_names, btys) = unzip fields }
+                                ; tc_datacon field_names btys } }
+
+argStrictness :: Bool          -- True <=> -funbox-strict_fields
+             -> TyCon -> [BangType Name] 
+             -> [TcType] -> [StrictnessMark]
+argStrictness unbox_strict tycon btys arg_tys
+ = zipWith (chooseBoxingStrategy unbox_strict tycon) 
+          arg_tys 
+          (map getBangStrictness btys ++ repeat HsNoBang)
+
+-- We attempt to unbox/unpack a strict field when either:
+--   (i)  The field is marked '!!', or
+--   (ii) The field is marked '!', and the -funbox-strict-fields flag is on.
+
+chooseBoxingStrategy :: Bool -> TyCon -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
+chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields tycon arg_ty bang
+  = case bang of
+       HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
+       HsStrict | unbox_strict_fields && can_unbox -> MarkedUnboxed
+       HsUnbox  | can_unbox                        -> MarkedUnboxed
+       other                                       -> MarkedStrict
   where
-    name = get_name decl
-    get_name (TyD (TyData _ name _ _ _ _ _))    = name
-    get_name (TyD (TyNew  _ name _ _ _ _ _))    = name
-    get_name (TyD (TySynonym name _ _ _))       = name
-    get_name (ClD (ClassDecl _ name _ _ _ _ _)) = name
+    can_unbox = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
+                  Nothing             -> False
+                  Just (arg_tycon, _) -> not (isRecursiveTyCon tycon) &&
+                                         isProductTyCon arg_tycon
 \end{code}
 
-Edges in Type/Class decls
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Dependency analysis}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Validity checking is done once the mutually-recursive knot has been
+tied, so we can look at things freely.
+
 \begin{code}
-mk_edges (TyD (TyData ctxt name _ condecls _ _ _))
-  = (uniqueOf name, set_to_bag (get_ctxt ctxt `unionUniqSets` get_cons condecls))
-mk_edges (TyD (TyNew  ctxt name _ condecl _ _ _))
-  = (uniqueOf name, set_to_bag (get_ctxt ctxt `unionUniqSets` get_cons condecl))
-mk_edges (TyD (TySynonym name _ rhs _))
-  = (uniqueOf name, set_to_bag (get_ty rhs))
-mk_edges (ClD (ClassDecl ctxt name _ sigs _ _ _))
-  = (uniqueOf name, set_to_bag (get_ctxt ctxt `unionUniqSets` get_sigs sigs))
-
-get_ctxt ctxt
-  = unionManyUniqSets (map (set_name.fst) ctxt)
-
-get_cons cons
-  = unionManyUniqSets (map get_con cons)
+checkCycleErrs :: [LTyClDecl Name] -> TcM ()
+checkCycleErrs tyclss
+  | null syn_cycles && null cls_cycles
+  = return ()
+  | otherwise
+  = do { mappM_ recSynErr syn_cycles
+       ; mappM_ recClsErr cls_cycles
+       ; failM }       -- Give up now, because later checkValidTyCl
+                       -- will loop if the synonym is recursive
   where
-    get_con (ConDecl _ btys _)
-      = unionManyUniqSets (map get_bty btys)
-    get_con (ConOpDecl bty1 _ bty2 _)
-      = unionUniqSets (get_bty bty1) (get_bty bty2)
-    get_con (NewConDecl _ ty _)
-      = get_ty ty
-    get_con (RecConDecl _ nbtys _)
-      = unionManyUniqSets (map (get_bty.snd) nbtys)
-
-    get_bty (Banged ty)   = get_pty ty
-    get_bty (Unbanged ty) = get_pty ty
-
-get_ty (MonoTyVar tv)
-  = emptyUniqSet
-get_ty (MonoTyApp name tys)
-  = (if isRnTyCon name then set_name name else emptyUniqSet)
-    `unionUniqSets` get_tys tys
-get_ty (MonoFunTy ty1 ty2)     
-  = unionUniqSets (get_ty ty1) (get_ty ty2)
-get_ty (MonoListTy ty)
-  = get_ty ty                  -- careful when defining [] (,,) etc as
-get_ty (MonoTupleTy tys)       -- [ty] (ty,ty,ty) will not give edges!
-  = get_tys tys
-get_ty other = panic "TcTyClsDecls:get_ty"
-
-get_pty (HsForAllTy _ ctxt mty)
-  = get_ctxt ctxt `unionUniqSets` get_ty mty
-get_pty other = panic "TcTyClsDecls:get_pty"
-
-get_tys tys
-  = unionManyUniqSets (map get_ty tys)
-
-get_sigs sigs
-  = unionManyUniqSets (map get_sig sigs)
-  where 
-    get_sig (ClassOpSig _ ty _ _) = get_pty ty
-    get_sig other = panic "TcTyClsDecls:get_sig"
-
-set_name name = unitUniqSet (uniqueOf name)
-
-set_to_bag set = listToBag (uniqSetToList set)
-\end{code}
+    (syn_cycles, cls_cycles) = calcCycleErrs tyclss
+
+checkValidTyCl :: LTyClDecl Name -> TcM ()
+-- We do the validity check over declarations, rather than TyThings
+-- only so that we can add a nice context with tcAddDeclCtxt
+checkValidTyCl decl
+  = tcAddDeclCtxt decl $
+    do { thing <- tcLookupLocatedGlobal (tcdLName (unLoc decl))
+       ; traceTc (text "Validity of" <+> ppr thing)    
+       ; case thing of
+           ATyCon tc -> checkValidTyCon tc
+           AClass cl -> checkValidClass cl 
+       ; traceTc (text "Done validity of" <+> ppr thing)       
+       }
+
+-------------------------
+checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
+checkValidTyCon tc
+  | isSynTyCon tc 
+  = checkValidType syn_ctxt syn_rhs
+  | otherwise
+  =    -- Check the context on the data decl
+    checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConTheta tc)  `thenM_` 
+       
+       -- Check arg types of data constructors
+    mappM_ checkValidDataCon data_cons                 `thenM_`
 
+       -- Check that fields with the same name share a type
+    mappM_ check_fields groups
 
-get_binders
-~~~~~~~~~~~
-Extract *binding* names from type and class decls.  Type variables are
-bound in type, data, newtype and class declarations and the polytypes
-in the class op sigs.
+  where
+    syn_ctxt    = TySynCtxt name
+    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
+  = addErrCtxt (dataConCtxt con) (
+      checkValidType ctxt (idType (dataConWrapId con)) `thenM_`
+               -- This checks the argument types and
+               -- ambiguity of the existential context (if any)
+      checkFreeness ex_tvs ex_theta)
+  where
+    ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
+    (_, _, ex_tvs, ex_theta, _, _) = dataConSig con
 
-Why do we need to grab all these type variables at once, including
-those locally-quantified type variables in class op signatures?
-Because we can only commit to the final kind of a type variable when
-we've completed the mutually recursive group. For example:
 
-class C a where
-   op :: D b => a -> b -> b
-
-class D c where
-   bop :: (Monad c) => ...
+-------------------------------
+checkValidClass :: Class -> TcM ()
+checkValidClass cls
+  = do {       -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
+         gla_exts <- doptM Opt_GlasgowExts
 
-Here, the kind of the locally-polymorphic type variable "b"
-depends on *all the uses of class D*.  For example, the use of
-Monad c in bop's type signature means that D must have kind Type->Type.
+       -- Check that the class is unary, unless GlaExs
+       ; checkTc (notNull tyvars) (nullaryClassErr cls)
+       ; checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)
 
+       -- Check the super-classes
+       ; checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta
 
-\begin{code}
-get_binders :: Bag Decl
-           -> ([RnName],               -- TyVars;  no dups
-               [(RnName, Maybe Arity)],-- Tycons;  no dups; arities for synonyms
-               [RnName])               -- Classes; no dups
+       -- Check the class operations
+       ; mappM_ check_op op_stuff
 
-get_binders decls = (bagToList tyvars, bagToList tycons, bagToList classes)
+       -- Check that if the class has generic methods, then the
+       -- class has only one parameter.  We can't do generic
+       -- multi-parameter type classes!
+       ; checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
+       }
   where
-    (tyvars, tycons, classes) = foldBag union3 get_binders1
-                                       (emptyBag,emptyBag,emptyBag)
-                                       decls
-
-    union3 (a1,a2,a3) (b1,b2,b3)
-      = (a1 `unionBags` b1, a2 `unionBags` b2, a3 `unionBags` b3)
-
-get_binders1 (TyD (TyData _ name tyvars _ _ _ _))
- = (listToBag tyvars, unitBag (name,Nothing), emptyBag)
-get_binders1 (TyD (TyNew _ name tyvars _ _ _ _))
- = (listToBag tyvars, unitBag (name,Nothing), emptyBag)
-get_binders1 (TyD (TySynonym name tyvars _ _))
- = (listToBag tyvars, unitBag (name, Just (length tyvars)), emptyBag)
-get_binders1 (ClD (ClassDecl _ name tyvar sigs _ _ _))
- = (unitBag tyvar `unionBags` sigs_tvs sigs,
-    emptyBag, unitBag name)
-
-sigs_tvs sigs = unionManyBags (map sig_tvs sigs)
-  where 
-    sig_tvs (ClassOpSig _ ty  _ _) = pty_tvs ty
-    pty_tvs (HsForAllTy tvs _ _)   = listToBag tvs     -- tvs doesn't include the class tyvar
-\end{code}
+    (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
+    unary      = isSingleton tyvars
+    no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
+
+    check_op (sel_id, dm) 
+      = addErrCtxt (classOpCtxt sel_id tau) $ do
+       { checkValidTheta SigmaCtxt (tail theta)
+               -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
+               -- class itself, leaving just the method type
+
+       ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
+
+               -- Check that the type mentions at least one of
+               -- the class type variables
+       ; checkTc (any (`elemVarSet` tyVarsOfType tau) tyvars)
+                 (noClassTyVarErr cls sel_id)
+
+               -- 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
 
 
-\begin{code}
-typeCycleErr syn_cycles sty
-  = ppAboves (map (pp_cycle sty "Cycle in type declarations ...") syn_cycles)
 
-classCycleErr cls_cycles sty
-  = ppAboves (map (pp_cycle sty "Cycle in class declarations ...") cls_cycles)
+---------------------------------------------------------------------
+fieldTypeMisMatch field_name
+  = sep [ptext SLIT("Different constructors give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
 
-pp_cycle sty str things
-  = ppHang (ppStr str)
-        4 (ppAboves (map pp_thing things))
+dataConCtxt con = sep [ptext SLIT("When checking the data constructor:"),
+                      nest 2 (ex_part <+> pprThetaArrow ex_theta <+> ppr con <+> arg_part)]
   where
-    pp_thing (pp_name, loc)
-      = ppCat [pp_name, ppr sty loc]
+    (_, _, ex_tvs, ex_theta, arg_tys, _) = dataConSig con
+    ex_part | null ex_tvs = empty
+           | otherwise   = ptext SLIT("forall") <+> hsep (map ppr ex_tvs) <> dot
+       -- The 'ex_theta' part could be non-empty, if the user (bogusly) wrote
+       --      data T a = Eq a => T a a
+       -- So we make sure to print it
+
+    fields = dataConFieldLabels con
+    arg_part | null fields = sep (map pprParendType arg_tys)
+            | otherwise   = braces (sep (punctuate comma 
+                            [ ppr n <+> dcolon <+> ppr ty 
+                            | (n,ty) <- fields `zip` arg_tys]))
+
+classOpCtxt sel_id tau = sep [ptext SLIT("When checking the class method:"),
+                             nest 2 (ppr sel_id <+> dcolon <+> ppr tau)]
+
+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"))]
+
+noClassTyVarErr clas op
+  = sep [ptext SLIT("The class method") <+> quotes (ppr op),
+        ptext SLIT("mentions none of the type variables of the class") <+> 
+               ppr clas <+> hsep (map ppr (classTyVars clas))]
+
+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")])
+
+recSynErr tcs
+  = addSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc (head tcs))) $
+    addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in type synonym declarations:"),
+                nest 2 (vcat (map ppr_thing tcs))])
+
+recClsErr clss
+  = addSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc (head clss))) $
+    addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in class declarations (via superclasses):"),
+                nest 2 (vcat (map ppr_thing clss))])
+
+ppr_thing :: Name -> SDoc
+ppr_thing n = ppr n <+> parens (ppr (getSrcLoc n))
+
+
+exRecConErr name
+  = ptext SLIT("Can't combine named fields with locally-quantified type variables")
+    $$
+    (ptext SLIT("In the declaration of data constructor") <+> ppr name)
 \end{code}