Do dependency analysis when kind-checking type declarations
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
index 18be4c3..a433d69 100644 (file)
@@ -7,14 +7,12 @@ TcTyClsDecls: Typecheck type and class declarations
 
 \begin{code}
 module TcTyClsDecls (
-       tcTyAndClassDecls, tcFamInstDecl, mkAuxBinds
+       tcTyAndClassDecls, tcFamInstDecl, mkRecSelBinds
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 import HsSyn
-import HsTypes
-import BasicTypes
 import HscTypes
 import BuildTyCl
 import TcUnify
@@ -26,22 +24,20 @@ import TcHsType
 import TcMType
 import TcType
 import TysWiredIn      ( unitTy )
-import FunDeps
 import Type
 import Generics
 import Class
 import TyCon
 import DataCon
 import Id
-import MkId            ( rEC_SEL_ERROR_ID )
+import MkId            ( mkDefaultMethodId )
+import MkCore          ( rEC_SEL_ERROR_ID )
 import IdInfo
 import Var
 import VarSet
 import Name
-import OccName
 import Outputable
 import Maybes
-import Monad
 import Unify
 import Util
 import SrcLoc
@@ -53,8 +49,8 @@ import Unique         ( mkBuiltinUnique )
 import BasicTypes
 
 import Bag
+import Control.Monad
 import Data.List
-import Control.Monad    ( mplus )
 \end{code}
 
 
@@ -64,176 +60,78 @@ import Control.Monad    ( mplus )
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-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.
-
-Identification of recursive TyCons
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-The knot-tying parameters: @rec_details_list@ is an alist mapping @Name@s to
-@TyThing@s.
-
-Identifying a TyCon as recursive serves two purposes
-
-1.  Avoid infinite types.  Non-recursive newtypes are treated as
-"transparent", like type synonyms, after the type checker.  If we did
-this for all newtypes, we'd get infinite types.  So we figure out for
-each newtype whether it is "recursive", and add a coercion if so.  In
-effect, we are trying to "cut the loops" by identifying a loop-breaker.
-
-2.  Avoid infinite unboxing.  This is nothing to do with newtypes.
-Suppose we have
-        data T = MkT Int T
-        f (MkT x t) = f t
-Well, this function diverges, but we don't want the strictness analyser
-to diverge.  But the strictness analyser will diverge because it looks
-deeper and deeper into the structure of T.   (I believe there are
-examples where the function does something sane, and the strictness
-analyser still diverges, but I can't see one now.)
-
-Now, concerning (1), the FC2 branch currently adds a coercion for ALL
-newtypes.  I did this as an experiment, to try to expose cases in which
-the coercions got in the way of optimisations.  If it turns out that we
-can indeed always use a coercion, then we don't risk recursive types,
-and don't need to figure out what the loop breakers are.
-
-For newtype *families* though, we will always have a coercion, so they
-are always loop breakers!  So you can easily adjust the current
-algorithm by simply treating all newtype families as loop breakers (and
-indeed type families).  I think.
-
 \begin{code}
-tcTyAndClassDecls :: ModDetails -> [LTyClDecl Name]
+tcTyAndClassDecls :: ModDetails 
+                   -> [[LTyClDecl Name]]     -- Mutually-recursive groups in dependency order
                   -> TcM (TcGblEnv,         -- Input env extended by types and classes 
                                             -- and their implicit Ids,DataCons
-                          HsValBinds Name)  -- Renamed bindings for record selectors
+                          HsValBinds Name,  -- Renamed bindings for record selectors
+                          [Id])             -- Default method ids
 -- Fails if there are any errors
 
-tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
+tcTyAndClassDecls boot_details decls_s
   = checkNoErrs $      -- The code recovers internally, but if anything gave rise to
                        -- an error we'd better stop now, to avoid a cascade
-    do {       -- Omit instances of type families; they are handled together
-               -- with the *heads* of class instances
-        ; let decls = filter (not . isFamInstDecl . unLoc) allDecls
+    do { let tyclds_s = map (filterOut (isFamInstDecl . unLoc)) decls_s
+                 -- Remove family instance decls altogether
+                 -- They are dealt with by TcInstDcls
+             
+       ; tyclss <- fixM $ \ rec_tyclss ->
+              tcExtendRecEnv (zipRecTyClss tyclds_s rec_tyclss) $
+               -- We must populate the environment with the loop-tied
+               -- T's right away (even before kind checking), because 
+                -- the kind checker may "fault in" some type constructors 
+               -- that recursively mention T
+
+              do {    -- Kind-check in dependency order
+                      -- See Note [Kind checking for type and class decls]
+                   kc_decls <- kcTyClDecls tyclds_s
+
+                      -- And now build the TyCons/Classes
+                ; let rec_flags = calcRecFlags boot_details rec_tyclss
+                 ; concatMapM (tcTyClDecl rec_flags) kc_decls }
+
+       ; tcExtendGlobalEnv tyclss $ do
+       {  -- Perform the validity check
+          -- We can do this now because we are done with the recursive knot
+          traceTc "ready for validity check" empty
+       ; mapM_ (addLocM checkValidTyCl) (concat tyclds_s)
+       ; traceTc "done" empty
 
-               -- First check for cyclic type synonysm or classes
-               -- See notes with checkCycleErrs
-       ; checkCycleErrs decls
-       ; mod <- getModule
-       ; traceTc (text "tcTyAndCl" <+> ppr mod)
-       ; (syn_tycons, alg_tyclss) <- fixM (\ ~(_rec_syn_tycons, rec_alg_tyclss) ->
-         do    { let { -- Seperate ordinary synonyms from all other type and
-                       -- class declarations and add all associated type
-                       -- declarations from type classes.  The latter is
-                       -- required so that the temporary environment for the
-                       -- knot includes all associated family declarations.
-                     ; (syn_decls, alg_decls) = partition (isSynDecl . unLoc)
-                                                  decls
-                     ; alg_at_decls           = concatMap addATs alg_decls
-                     }
-                       -- Extend the global env with the knot-tied results
-                       -- for data types and classes
-                       -- 
-                       -- 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
-               ; let gbl_things = mkGlobalThings alg_at_decls rec_alg_tyclss
-               ; tcExtendRecEnv gbl_things $ do
-
-                       -- Kind-check the declarations
-               { (kc_syn_decls, kc_alg_decls) <- kcTyClDecls syn_decls alg_decls
-
-               ; let { -- Calculate rec-flag
-                     ; calc_rec  = calcRecFlags boot_details rec_alg_tyclss
-                     ; tc_decl   = addLocM (tcTyClDecl calc_rec) }
-
-                       -- Type-check the type synonyms, and extend the envt
-               ; syn_tycons <- tcSynDecls kc_syn_decls
-               ; tcExtendGlobalEnv syn_tycons $ do
-
-                       -- Type-check the data types and classes
-               { alg_tyclss <- mapM tc_decl kc_alg_decls
-               ; return (syn_tycons, concat alg_tyclss)
-           }}})
-       -- Finished with knot-tying now
-       -- Extend the environment with the finished things
-       ; tcExtendGlobalEnv (syn_tycons ++ alg_tyclss) $ do
-
-       -- Perform the validity check
-       { traceTc (text "ready for validity check")
-       ; mapM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
-       ; traceTc (text "done")
-   
        -- Add the implicit things;
-       -- we want them in the environment because 
+       -- we want them in the environment because
        -- they may be mentioned in interface files
        -- NB: All associated types and their implicit things will be added a
        --     second time here.  This doesn't matter as the definitions are
        --     the same.
-       ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings alg_tyclss
-             ; aux_binds       = mkAuxBinds alg_tyclss }
-       ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr alg_tyclss) 
-                  $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
+       ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings tyclss
+             ; rec_sel_binds   = mkRecSelBinds tyclss
+              ; dm_ids          = mkDefaultMethodIds tyclss }
+
        ; env <- tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
-       ; return (env, aux_binds) }
-    }
-  where
-    -- Pull associated types out of class declarations, to tie them into the
-    -- knot above.  
-    -- NB: We put them in the same place in the list as `tcTyClDecl' will
-    --    eventually put the matching `TyThing's.  That's crucial; otherwise,
-    --    the two argument lists of `mkGlobalThings' don't match up.
-    addATs decl@(L _ (ClassDecl {tcdATs = ats})) = decl : ats
-    addATs decl                                         = [decl]
-
-mkGlobalThings :: [LTyClDecl 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)
+       ; return (env, rec_sel_binds, dm_ids) } }
+                    
+zipRecTyClss :: [[LTyClDecl Name]]
+             -> [TyThing]           -- Knot-tied
+             -> [(Name,TyThing)]
+-- Build a name-TyThing mapping for the things bound by decls
+-- being careful not to look at the [TyThing]
+-- The TyThings in the result list must have a visible ATyCon/AClass,
+-- because typechecking types (in, say, tcTyClDecl) looks at this outer constructor
+zipRecTyClss decls_s rec_things
+  = [ get decl | decls <- decls_s, L _ decl <- flattenATs decls ]
   where
-    mk_thing (L _ (ClassDecl {tcdLName = L _ name}), ~(AClass cl))
-        = (name, AClass cl)
-    mk_thing (L _ decl, ~(ATyCon tc))
-         = (tcdName decl, ATyCon tc)
+    rec_type_env :: TypeEnv
+    rec_type_env = mkTypeEnv rec_things
+
+    get :: TyClDecl Name -> (Name, TyThing)
+    get (ClassDecl {tcdLName = L _ name}) = (name, AClass cl)
+      where
+        Just (AClass cl) = lookupTypeEnv rec_type_env name
+    get decl = (name, ATyCon tc)
+      where
+        name = tcdName decl
+        Just (ATyCon tc) = lookupTypeEnv rec_type_env name
 \end{code}
 
 
@@ -249,14 +147,14 @@ lot of kinding and type checking code with ordinary algebraic data types (and
 GADTs).
 
 \begin{code}
-tcFamInstDecl :: LTyClDecl Name -> TcM TyThing
-tcFamInstDecl (L loc decl)
+tcFamInstDecl :: TopLevelFlag -> LTyClDecl Name -> TcM TyThing
+tcFamInstDecl top_lvl (L loc decl)
   =    -- Prime error recovery, set source location
     setSrcSpan loc                             $
     tcAddDeclCtxt decl                         $
-    do { -- type families require -XTypeFamilies and can't be in an
-        -- hs-boot file
-       ; type_families <- doptM Opt_TypeFamilies
+    do { -- type family instances require -XTypeFamilies
+        -- and can't (currently) be in an hs-boot file
+       ; type_families <- xoptM Opt_TypeFamilies
        ; is_boot  <- tcIsHsBoot          -- Are we compiling an hs-boot file?
        ; checkTc type_families $ badFamInstDecl (tcdLName decl)
        ; checkTc (not is_boot) $ badBootFamInstDeclErr
@@ -265,19 +163,38 @@ tcFamInstDecl (L loc decl)
        ; tc <- tcFamInstDecl1 decl
        ; checkValidTyCon tc    -- Remember to check validity;
                                -- no recursion to worry about here
+
+       -- Check that toplevel type instances are not for associated types.
+       ; when (isTopLevel top_lvl && isAssocFamily tc)
+              (addErr $ assocInClassErr (tcdName decl))
+
        ; return (ATyCon tc) }
 
+isAssocFamily :: TyCon -> Bool -- Is an assocaited type
+isAssocFamily tycon
+  = case tyConFamInst_maybe tycon of
+          Nothing       -> panic "isAssocFamily: no family?!?"
+          Just (fam, _) -> isTyConAssoc fam
+
+assocInClassErr :: Name -> SDoc
+assocInClassErr name
+ = ptext (sLit "Associated type") <+> quotes (ppr name) <+>
+   ptext (sLit "must be inside a class instance")
+
+
+
 tcFamInstDecl1 :: TyClDecl Name -> TcM TyCon
 
   -- "type instance"
 tcFamInstDecl1 (decl@TySynonym {tcdLName = L loc tc_name})
   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
     do { -- check that the family declaration is for a synonym
-        unless (isSynTyCon family) $
-          addErr (wrongKindOfFamily family)
+         checkTc (isFamilyTyCon family) (notFamily family)
+       ; checkTc (isSynTyCon family) (wrongKindOfFamily family)
 
        ; -- (1) kind check the right-hand side of the type equation
-       ; k_rhs <- kcCheckHsType (tcdSynRhs decl) resKind
+       ; k_rhs <- kcCheckLHsType (tcdSynRhs decl) (EK resKind EkUnk)
+                         -- ToDo: the ExpKind could be better
 
          -- we need the exact same number of type parameters as the family
          -- declaration 
@@ -294,9 +211,10 @@ tcFamInstDecl1 (decl@TySynonym {tcdLName = L loc tc_name})
        ; checkValidTypeInst t_typats t_rhs
 
          -- (4) construct representation tycon
-       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name loc
+       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name t_typats loc
        ; buildSynTyCon rep_tc_name t_tvs (SynonymTyCon t_rhs) 
-                       (typeKind t_rhs) (Just (family, t_typats))
+                       (typeKind t_rhs) 
+                       NoParentTyCon (Just (family, t_typats))
        }}
 
   -- "newtype instance" and "data instance"
@@ -304,8 +222,8 @@ tcFamInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
                             tcdCons = cons})
   = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind fam_tycon ->
     do { -- check that the family declaration is for the right kind
-        unless (isAlgTyCon fam_tycon) $
-          addErr (wrongKindOfFamily fam_tycon)
+         checkTc (isFamilyTyCon fam_tycon) (notFamily fam_tycon)
+       ; checkTc (isAlgTyCon fam_tycon) (wrongKindOfFamily fam_tycon)
 
        ; -- (1) kind check the data declaration as usual
        ; k_decl <- kcDataDecl decl k_tvs
@@ -329,12 +247,16 @@ tcFamInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
          --         foralls earlier)
        ; mapM_ checkTyFamFreeness t_typats
 
+        -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
+       ; gadt_ok <- xoptM Opt_GADTs
+       ; checkTc (gadt_ok || consUseH98Syntax cons) (badGadtDecl tc_name)
+
         --     (b) a newtype has exactly one constructor
        ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton k_cons) $
                 newtypeConError tc_name (length k_cons)
 
          -- (4) construct representation tycon
-       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name loc
+       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name t_typats loc
        ; let ex_ok = True      -- Existentials ok for type families!
        ; fixM (\ rep_tycon -> do 
             { let orig_res_ty = mkTyConApp fam_tycon t_typats
@@ -346,7 +268,7 @@ tcFamInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
                   NewType  -> ASSERT( not (null data_cons) )
                               mkNewTyConRhs rep_tc_name rep_tycon (head data_cons)
             ; buildAlgTyCon rep_tc_name t_tvs stupid_theta tc_rhs Recursive
-                            False h98_syntax (Just (fam_tycon, t_typats))
+                            False h98_syntax NoParentTyCon (Just (fam_tycon, t_typats))
                  -- We always assume that indexed types are recursive.  Why?
                  -- (1) Due to their open nature, we can never be sure that a
                  -- further instance might not introduce a new recursive
@@ -376,7 +298,8 @@ kcIdxTyPats :: TyClDecl Name
            -> TcM a
 kcIdxTyPats decl thing_inside
   = kcHsTyVars (tcdTyVars decl) $ \tvs -> 
-    do { fam_tycon <- tcLookupLocatedTyCon (tcdLName decl)
+    do { let tc_name = tcdLName decl
+       ; fam_tycon <- tcLookupLocatedTyCon tc_name
        ; let { (kinds, resKind) = splitKindFunTys (tyConKind fam_tycon)
             ; hs_typats        = fromJust $ tcdTyPats decl }
 
@@ -386,10 +309,11 @@ kcIdxTyPats decl thing_inside
 
          -- type functions can have a higher-kinded result
        ; let resultKind = mkArrowKinds (drop (length hs_typats) kinds) resKind
-       ; typats <- zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
+       ; typats <- zipWithM kcCheckLHsType hs_typats 
+                                   [ EK kind (EkArg (ppr tc_name) n) 
+                            | (kind,n) <- kinds `zip` [1..]]
        ; thing_inside tvs typats resultKind fam_tycon
        }
-  where
 \end{code}
 
 
@@ -399,6 +323,25 @@ kcIdxTyPats decl thing_inside
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+Note [Kind checking for type and class decls]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Kind checking is done thus:
+
+   1. Make up a kind variable for each parameter of the *data* type, 
+      and class, decls, and extend the kind environment (which is in
+      the TcLclEnv)
+
+   2. Dependency-analyse the type *synonyms* (which must be non-recursive),
+      and kind-check them in dependency order.  Extend the kind envt.
+
+   3. Kind check the data type and class decls
+
+Synonyms are treated differently to data type and classes,
+because a type synonym can be an unboxed type
+       type Foo = Int#
+and a kind variable can't unify with UnboxedTypeKind
+So we infer their kinds in dependency order
+
 We need to kind check all types in the mutually recursive group
 before we know the kind of the type variables.  For example:
 
@@ -433,53 +376,57 @@ instances of families altogether in the following.  However, we need to
 include the kinds of associated families into the construction of the
 initial kind environment.  (This is handled by `allDecls').
 
+
 \begin{code}
-kcTyClDecls :: [LTyClDecl Name] -> [Located (TyClDecl Name)]
-            -> TcM ([LTyClDecl Name], [Located (TyClDecl Name)])
-kcTyClDecls syn_decls alg_decls
-  = do {       -- First extend the kind env with each data type, class, and
-               -- indexed type, mapping them to a type variable
-          let initialKindDecls = concat [allDecls decl | L _ decl <- alg_decls]
-       ; alg_kinds <- mapM getInitialKind initialKindDecls
-       ; tcExtendKindEnv alg_kinds $ do
-
-               -- Now kind-check the type synonyms, in dependency order
-               -- We do these differently to data type and classes,
-               -- because a type synonym can be an unboxed type
-               --      type Foo = Int#
-               -- and a kind variable can't unify with UnboxedTypeKind
-               -- So we infer their kinds in dependency order
-       { (kc_syn_decls, syn_kinds) <- kcSynDecls (calcSynCycles syn_decls)
-       ; tcExtendKindEnv syn_kinds $  do
-
-               -- Now kind-check the data type, class, and kind signatures,
-               -- returning kind-annotated decls; we don't kind-check
-               -- instances of indexed types yet, but leave this to
-               -- `tcInstDecls1'
-       { kc_alg_decls <- mapM (wrapLocM kcTyClDecl)
-                           (filter (not . isFamInstDecl . unLoc) alg_decls)
-
-       ; return (kc_syn_decls, kc_alg_decls) }}}
+kcTyClDecls :: [[LTyClDecl Name]] -> TcM [LTyClDecl Name]
+kcTyClDecls []                = return []
+kcTyClDecls (decls : decls_s) = do { (tcl_env, kc_decls1) <- kcTyClDecls1 decls
+                                   ; kc_decls2 <- setLclEnv tcl_env (kcTyClDecls decls_s)
+                                   ; return (kc_decls1 ++ kc_decls2) }
+
+kcTyClDecls1 :: [LTyClDecl Name] -> TcM (TcLclEnv, [LTyClDecl Name])
+kcTyClDecls1 decls
+  = do {       -- Omit instances of type families; they are handled together
+               -- with the *heads* of class instances
+        ; let (syn_decls, alg_decls) = partition (isSynDecl . unLoc) decls
+              alg_at_decls           = flattenATs alg_decls
+
+       ; mod <- getModule
+       ; traceTc "tcTyAndCl" (ptext (sLit "module") <+> ppr mod $$ vcat (map ppr decls))
+
+               -- First check for cyclic classes
+       ; checkClassCycleErrs alg_decls
+
+          -- Kind checking; see Note [Kind checking for type and class decls]
+       ; alg_kinds <- mapM getInitialKind alg_at_decls
+       ; tcExtendKindEnv alg_kinds $  do
+
+        { (kc_syn_decls, tcl_env) <- kcSynDecls (calcSynCycles syn_decls)
+        ; setLclEnv tcl_env $  do
+        { kc_alg_decls <- mapM (wrapLocM kcTyClDecl) alg_decls
+                
+            -- Kind checking done for this group, so zonk the kind variables
+            -- See Note [Kind checking for type and class decls]
+        ; mapM_ (zonkTcKindToKind . snd) alg_kinds
+
+       ; return (tcl_env, kc_syn_decls ++ kc_alg_decls) } } }
+
+flattenATs :: [LTyClDecl Name] -> [LTyClDecl Name]
+flattenATs decls = concatMap flatten decls
   where
-    -- get all declarations relevant for determining the initial kind
-    -- environment
-    allDecls (decl@ClassDecl {tcdATs = ats}) = decl : [ at 
-                                                     | L _ at <- ats
-                                                     , isFamilyDecl at]
-    allDecls decl | isFamInstDecl decl = []
-                 | otherwise          = [decl]
+    flatten decl@(L _ (ClassDecl {tcdATs = ats})) = decl : ats
+    flatten decl                                 = [decl]
 
-------------------------------------------------------------------------
-getInitialKind :: TyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
+getInitialKind :: LTyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
 -- Only for data type, class, and indexed type declarations
 -- Get as much info as possible from the data, class, or indexed type decl,
 -- so as to maximise usefulness of error messages
-getInitialKind decl
+getInitialKind (L _ decl)
   = do         { arg_kinds <- mapM (mk_arg_kind . unLoc) (tyClDeclTyVars decl)
        ; res_kind  <- mk_res_kind decl
        ; return (tcdName decl, mkArrowKinds arg_kinds res_kind) }
   where
-    mk_arg_kind (UserTyVar _)        = newKindVar
+    mk_arg_kind (UserTyVar _ _)      = newKindVar
     mk_arg_kind (KindedTyVar _ kind) = return kind
 
     mk_res_kind (TyFamily { tcdKind    = Just kind }) = return kind
@@ -492,13 +439,13 @@ getInitialKind decl
 ----------------
 kcSynDecls :: [SCC (LTyClDecl Name)] 
           -> TcM ([LTyClDecl Name],    -- Kind-annotated decls
-                  [(Name,TcKind)])     -- Kind bindings
+                  TcLclEnv)    -- Kind bindings
 kcSynDecls []
-  = return ([], [])
+  = do { tcl_env <- getLclEnv; return ([], tcl_env) }
 kcSynDecls (group : groups)
-  = do { (decl,  nk)  <- kcSynDecl group
-       ; (decls, nks) <- tcExtendKindEnv [nk] (kcSynDecls groups)
-       ; return (decl:decls, nk:nks) }
+  = do { (decl,  nk)      <- kcSynDecl group
+       ; (decls, tcl_env) <- tcExtendKindEnv [nk] (kcSynDecls groups)
+       ; return (decl:decls, tcl_env) }
                        
 ----------------
 kcSynDecl :: SCC (LTyClDecl Name) 
@@ -507,11 +454,11 @@ kcSynDecl :: SCC (LTyClDecl Name)
 kcSynDecl (AcyclicSCC (L loc decl))
   = tcAddDeclCtxt decl $
     kcHsTyVars (tcdTyVars decl) (\ k_tvs ->
-    do { traceTc (text "kcd1" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)) <+> brackets (ppr (tcdTyVars decl)) 
+    do { traceTc "kcd1" (ppr (unLoc (tcdLName decl)) <+> brackets (ppr (tcdTyVars decl)) 
                        <+> brackets (ppr k_tvs))
-       ; (k_rhs, rhs_kind) <- kcHsType (tcdSynRhs decl)
-       ; traceTc (text "kcd2" <+> ppr (unLoc (tcdLName decl)))
-       ; let tc_kind = foldr (mkArrowKind . kindedTyVarKind) rhs_kind k_tvs
+       ; (k_rhs, rhs_kind) <- kcLHsType (tcdSynRhs decl)
+       ; traceTc "kcd2" (ppr (unLoc (tcdLName decl)))
+       ; let tc_kind = foldr (mkArrowKind . hsTyVarKind . unLoc) rhs_kind k_tvs
        ; return (L loc (decl { tcdTyVars = k_tvs, tcdSynRhs = k_rhs }),
                 (unLoc (tcdLName decl), tc_kind)) })
 
@@ -519,10 +466,6 @@ kcSynDecl (CyclicSCC decls)
   = do { recSynErr decls; failM }      -- Fail here to avoid error cascade
                                        -- of out-of-scope tycons
 
-kindedTyVarKind :: LHsTyVarBndr Name -> Kind
-kindedTyVarKind (L _ (KindedTyVar _ k)) = k
-kindedTyVarKind x = pprPanic "kindedTyVarKind" (ppr x)
-
 ------------------------------------------------------------------------
 kcTyClDecl :: TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
        -- Not used for type synonyms (see kcSynDecl)
@@ -564,14 +507,16 @@ kcTyClDeclBody decl thing_inside
   = tcAddDeclCtxt decl         $
     do         { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName decl)
        ; let tc_kind    = case tc_ty_thing of
-                           AThing k -> k
-                           _ -> pprPanic "kcTyClDeclBody" (ppr tc_ty_thing)
+                             AThing k -> k
+                             _ -> pprPanic "kcTyClDeclBody" (ppr tc_ty_thing)
              (kinds, _) = splitKindFunTys tc_kind
              hs_tvs     = tcdTyVars decl
              kinded_tvs = ASSERT( length kinds >= length hs_tvs )
-                          [ L loc (KindedTyVar (hsTyVarName tv) k)
-                          | (L loc tv, k) <- zip hs_tvs kinds]
-       ; tcExtendKindEnvTvs kinded_tvs (thing_inside kinded_tvs) }
+                          zipWith add_kind hs_tvs kinds
+       ; tcExtendKindEnvTvs kinded_tvs thing_inside }
+  where
+    add_kind (L loc (UserTyVar n _))   k = L loc (UserTyVar n k)
+    add_kind (L loc (KindedTyVar n _)) k = L loc (KindedTyVar n k)
 
 -- Kind check a data declaration, assuming that we already extended the
 -- kind environment with the type variables of the left-hand side (these
@@ -585,14 +530,17 @@ kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
        ; return (decl {tcdTyVars = tvs, tcdCtxt = ctxt', tcdCons = cons'}) }
   where
     -- doc comments are typechecked to Nothing here
-    kc_con_decl (ConDecl name expl ex_tvs ex_ctxt details res _) = do
-      kcHsTyVars ex_tvs $ \ex_tvs' -> do
-        ex_ctxt' <- kcHsContext ex_ctxt
-        details' <- kc_con_details details 
-        res'     <- case res of
-          ResTyH98 -> return ResTyH98
-          ResTyGADT ty -> do { ty' <- kcHsSigType ty; return (ResTyGADT ty') }
-        return (ConDecl name expl ex_tvs' ex_ctxt' details' res' Nothing)
+    kc_con_decl con_decl@(ConDecl { con_name = name, con_qvars = ex_tvs
+                                  , con_cxt = ex_ctxt, con_details = details, con_res = res })
+      = addErrCtxt (dataConCtxt name)  $ 
+        kcHsTyVars ex_tvs $ \ex_tvs' -> do
+        do { ex_ctxt' <- kcHsContext ex_ctxt
+           ; details' <- kc_con_details details 
+           ; res'     <- case res of
+                ResTyH98 -> return ResTyH98
+                ResTyGADT ty -> do { ty' <- kcHsSigType ty; return (ResTyGADT ty') }
+           ; return (con_decl { con_qvars = ex_tvs', con_cxt = ex_ctxt'
+                              , con_details = details', con_res = res' }) }
 
     kc_con_details (PrefixCon btys) 
        = do { btys' <- mapM kc_larg_ty btys 
@@ -628,11 +576,13 @@ kcFamilyDecl classTvs decl@(TyFamily {tcdKind = kind})
                       -- default result kind is '*'
        }
   where
-    unifyClassParmKinds (L _ (KindedTyVar n k))
-      | Just classParmKind <- lookup n classTyKinds = unifyKind k classParmKind
-      | otherwise                                   = return ()
-    unifyClassParmKinds x = pprPanic "kcFamilyDecl/unifyClassParmKinds" (ppr x)
-    classTyKinds = [(n, k) | L _ (KindedTyVar n k) <- classTvs]
+    unifyClassParmKinds (L _ tv) 
+      | (n,k) <- hsTyVarNameKind tv
+      , Just classParmKind <- lookup n classTyKinds 
+      = unifyKind k classParmKind
+      | otherwise = return ()
+    classTyKinds = [hsTyVarNameKind tv | L _ tv <- classTvs]
+
 kcFamilyDecl _ (TySynonym {})              -- type family defaults
   = panic "TcTyClsDecls.kcFamilyDecl: not implemented yet"
 kcFamilyDecl _ d = pprPanic "kcFamilyDecl" (ppr d)
@@ -646,94 +596,82 @@ kcFamilyDecl _ d = pprPanic "kcFamilyDecl" (ppr d)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcSynDecls :: [LTyClDecl Name] -> TcM [TyThing]
-tcSynDecls [] = return []
-tcSynDecls (decl : decls) 
-  = do { syn_tc <- addLocM tcSynDecl decl
-       ; syn_tcs <- tcExtendGlobalEnv [syn_tc] (tcSynDecls decls)
-       ; return (syn_tc : syn_tcs) }
+tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> LTyClDecl Name -> TcM [TyThing]
 
-  -- "type"
-tcSynDecl :: TyClDecl Name -> TcM TyThing
-tcSynDecl
-  (TySynonym {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdSynRhs = rhs_ty})
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
-    { traceTc (text "tcd1" <+> ppr tc_name) 
-    ; rhs_ty' <- tcHsKindedType rhs_ty
-    ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty') 
-                            (typeKind rhs_ty') Nothing
-    ; return (ATyCon tycon) 
-    }
-tcSynDecl d = pprPanic "tcSynDecl" (ppr d)
-
---------------------
-tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
-
-tcTyClDecl calc_isrec decl
-  = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_isrec decl)
+tcTyClDecl calc_isrec (L loc decl)
+  = setSrcSpan loc $ tcAddDeclCtxt decl $
+    tcTyClDecl1 NoParentTyCon calc_isrec decl
 
   -- "type family" declarations
-tcTyClDecl1 :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
-tcTyClDecl1 _calc_isrec 
+tcTyClDecl1 :: TyConParent -> (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
+tcTyClDecl1 parent _calc_isrec 
   (TyFamily {tcdFlavour = TypeFamily, 
             tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs,
              tcdKind = Just kind}) -- NB: kind at latest added during kind checking
   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
-  { traceTc (text "type family: " <+> ppr tc_name) 
+  { traceTc "type family:" (ppr tc_name) 
 
        -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
-  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
+  ; idx_tys <- xoptM Opt_TypeFamilies
   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
-        -- Check for no type indices
-  ; checkTc (not (null tvs)) (noIndexTypes tc_name)
-
-  ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind Nothing) kind Nothing
+  ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' SynFamilyTyCon kind parent Nothing
   ; return [ATyCon tycon]
   }
 
   -- "data family" declaration
-tcTyClDecl1 _calc_isrec 
+tcTyClDecl1 parent _calc_isrec 
   (TyFamily {tcdFlavour = DataFamily, 
             tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = mb_kind})
   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
-  { traceTc (text "data family: " <+> ppr tc_name) 
+  { traceTc "data family:" (ppr tc_name) 
   ; extra_tvs <- tcDataKindSig mb_kind
   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs    -- we may not need these
 
 
        -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
-  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
+  ; idx_tys <- xoptM Opt_TypeFamilies
   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
-        -- Check for no type indices
-  ; checkTc (not (null tvs)) (noIndexTypes tc_name)
-
   ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
-              mkOpenDataTyConRhs Recursive False True Nothing
+               DataFamilyTyCon Recursive False True 
+               parent Nothing
   ; return [ATyCon tycon]
   }
 
+  -- "type"
+tcTyClDecl1 _parent _calc_isrec
+  (TySynonym {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdSynRhs = rhs_ty})
+  = ASSERT( isNoParent _parent )
+    tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+    { traceTc "tcd1" (ppr tc_name) 
+    ; rhs_ty' <- tcHsKindedType rhs_ty
+    ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty') 
+                            (typeKind rhs_ty') NoParentTyCon  Nothing
+    ; return [ATyCon tycon] }
+
   -- "newtype" and "data"
   -- NB: not used for newtype/data instances (whether associated or not)
-tcTyClDecl1 calc_isrec
+tcTyClDecl1 _parent calc_isrec
   (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
           tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = mb_ksig, tcdCons = cons})
-  = tcTyVarBndrs tvs   $ \ tvs' -> do 
+  = ASSERT( isNoParent _parent )
+    tcTyVarBndrs tvs   $ \ tvs' -> do 
   { extra_tvs <- tcDataKindSig mb_ksig
   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs
   ; stupid_theta <- tcHsKindedContext ctxt
-  ; want_generic <- doptM Opt_Generics
+  ; want_generic <- xoptM Opt_Generics
   ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
-  ; empty_data_decls <- doptM Opt_EmptyDataDecls
-  ; kind_signatures <- doptM Opt_KindSignatures
-  ; existential_ok <- doptM Opt_ExistentialQuantification
-  ; gadt_ok      <- doptM Opt_GADTs
+  ; empty_data_decls <- xoptM Opt_EmptyDataDecls
+  ; kind_signatures <- xoptM Opt_KindSignatures
+  ; existential_ok <- xoptM Opt_ExistentialQuantification
+  ; gadt_ok      <- xoptM Opt_GADTs
+  ; gadtSyntax_ok <- xoptM Opt_GADTSyntax
   ; is_boot     <- tcIsHsBoot  -- Are we compiling an hs-boot file?
   ; let ex_ok = existential_ok || gadt_ok      -- Data cons can have existential context
 
        -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
-  ; checkTc (gadt_ok || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
+  ; checkTc (gadtSyntax_ok || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
 
        -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
   ; checkTc (kind_signatures || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
@@ -764,39 +702,37 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
                   NewType  -> ASSERT( not (null data_cons) )
                                mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
        ; buildAlgTyCon tc_name final_tvs stupid_theta tc_rhs is_rec
-           (want_generic && canDoGenerics data_cons) h98_syntax Nothing
+           (want_generic && canDoGenerics data_cons) (not h98_syntax) 
+            NoParentTyCon Nothing
        })
   ; return [ATyCon tycon]
   }
   where
     is_rec   = calc_isrec tc_name
-    h98_syntax = case cons of  -- All constructors have same shape
-                       L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
-                       _ -> True
+    h98_syntax = consUseH98Syntax cons
 
-tcTyClDecl1 calc_isrec 
+tcTyClDecl1 _parent calc_isrec 
   (ClassDecl {tcdLName = L _ class_name, tcdTyVars = tvs, 
              tcdCtxt = ctxt, tcdMeths = meths,
              tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats} )
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+  = ASSERT( isNoParent _parent )
+    tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
   { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
   ; fds' <- mapM (addLocM tc_fundep) fundeps
-  ; atss <- mapM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
-            -- NB: 'ats' only contains "type family" and "data family"
-            --     declarations as well as type family defaults
-  ; let ats' = map (setAssocFamilyPermutation tvs') (concat atss)
   ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
-  ; clas <- fixM (\ clas ->
-               let     -- This little knot is just so we can get
+  ; clas <- fixM $ \ clas -> do
+           { 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
                    tycon_name = tyConName (classTyCon clas)
                    tc_isrec = calc_isrec tycon_name
-               in
-               buildClass False {- Must include unfoldings for selectors -}
-                          class_name tvs' ctxt' fds' ats'
-                          sig_stuff tc_isrec)
-  ; return (AClass clas : ats')
+           ; atss' <- mapM (addLocM $ tcTyClDecl1 (AssocFamilyTyCon clas) (const Recursive)) ats
+            -- NB: 'ats' only contains "type family" and "data family"
+            --     declarations as well as type family defaults
+            ; buildClass False {- Must include unfoldings for selectors -}
+                        class_name tvs' ctxt' fds' (concat atss')
+                        sig_stuff tc_isrec }
+  ; return (AClass clas : map ATyCon (classATs clas))
       -- NB: Order is important due to the call to `mkGlobalThings' when
       --     tying the the type and class declaration type checking knot.
   }
@@ -805,11 +741,11 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
                                ; tvs2' <- mapM tcLookupTyVar tvs2 ;
                                ; return (tvs1', tvs2') }
 
-tcTyClDecl1 _
+tcTyClDecl1 _ _
   (ForeignType {tcdLName = L _ tc_name, tcdExtName = tc_ext_name})
   = return [ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0)]
 
-tcTyClDecl1 _ d = pprPanic "tcTyClDecl1" (ppr d)
+tcTyClDecl1 _ _ d = pprPanic "tcTyClDecl1" (ppr d)
 
 -----------------------------------
 tcConDecls :: Bool -> Bool -> TyCon -> ([TyVar], Type)
@@ -825,11 +761,12 @@ tcConDecl :: Bool                 -- True <=> -funbox-strict_fields
          -> TcM DataCon
 
 tcConDecl unbox_strict existential_ok rep_tycon res_tmpl       -- Data types
-         (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty _)
+         con@(ConDecl {con_name = name, con_qvars = tvs, con_cxt = ctxt
+                   , con_details = details, con_res = res_ty })
   = addErrCtxt (dataConCtxt name)      $ 
     tcTyVarBndrs tvs                   $ \ tvs' -> do 
     { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
-    ; checkTc (existential_ok || (null tvs && null (unLoc ctxt)))
+    ; checkTc (existential_ok || conRepresentibleWithH98Syntax con)
              (badExistential name)
     ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, res_ty') <- tcResultType res_tmpl tvs' res_ty
     ; let 
@@ -919,14 +856,35 @@ tcResultType (tmpl_tvs, res_tmpl) dc_tvs (ResTyGADT res_ty)
                 name = tyVarName tv
                 (env', occ') = tidyOccName env (getOccName name) 
 
+consUseH98Syntax :: [LConDecl a] -> Bool
+consUseH98Syntax (L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _) = False
+consUseH98Syntax _                                             = True
+                -- All constructors have same shape
+
+conRepresentibleWithH98Syntax :: ConDecl Name -> Bool
+conRepresentibleWithH98Syntax
+    (ConDecl {con_qvars = tvs, con_cxt = ctxt, con_res = ResTyH98 })
+        = null tvs && null (unLoc ctxt)
+conRepresentibleWithH98Syntax
+    (ConDecl {con_qvars = tvs, con_cxt = ctxt, con_res = ResTyGADT (L _ t) })
+        = null (unLoc ctxt) && f t (map (hsTyVarName . unLoc) tvs)
+    where -- Each type variable should be used exactly once in the
+          -- result type, and the result type must just be the type
+          -- constructor applied to type variables
+          f (HsAppTy (L _ t1) (L _ (HsTyVar v2))) vs
+              = (v2 `elem` vs) && f t1 (delete v2 vs)
+          f (HsTyVar _) [] = True
+          f _ _ = False
+
 -------------------
 tcConArg :: Bool               -- True <=> -funbox-strict_fields
           -> LHsType Name
-          -> TcM (TcType, StrictnessMark)
+          -> TcM (TcType, HsBang)
 tcConArg unbox_strict bty
   = do  { arg_ty <- tcHsBangType bty
        ; let bang = getBangStrictness bty
-       ; return (arg_ty, chooseBoxingStrategy unbox_strict arg_ty bang) }
+        ; let strict_mark = chooseBoxingStrategy unbox_strict arg_ty bang
+       ; return (arg_ty, strict_mark) }
 
 -- We attempt to unbox/unpack a strict field when either:
 --   (i)  The field is marked '!!', or
@@ -934,27 +892,47 @@ tcConArg unbox_strict bty
 --
 -- We have turned off unboxing of newtypes because coercions make unboxing 
 -- and reboxing more complicated
-chooseBoxingStrategy :: Bool -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
+chooseBoxingStrategy :: Bool -> TcType -> HsBang -> HsBang
 chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields arg_ty bang
   = case bang of
-       HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
-       HsStrict | unbox_strict_fields 
-                   && can_unbox arg_ty                     -> MarkedUnboxed
-       HsUnbox  | can_unbox arg_ty                 -> MarkedUnboxed
-       _                                           -> MarkedStrict
+       HsNoBang                        -> HsNoBang
+       HsUnpack                        -> can_unbox HsUnpackFailed arg_ty
+       HsStrict | unbox_strict_fields  -> can_unbox HsStrict       arg_ty
+                | otherwise            -> HsStrict
+       HsUnpackFailed -> pprPanic "chooseBoxingStrategy" (ppr arg_ty)
+                         -- Source code never has shtes
   where
-    -- we can unbox if the type is a chain of newtypes with a product tycon
-    -- at the end
-    can_unbox arg_ty = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
-                  Nothing                      -> False
-                  Just (arg_tycon, tycon_args) -> 
-                       not (isRecursiveTyCon arg_tycon) &&     -- Note [Recusive unboxing]
-                      isProductTyCon arg_tycon &&
-                       (if isNewTyCon arg_tycon then 
-                            can_unbox (newTyConInstRhs arg_tycon tycon_args)
-                        else True)
+    can_unbox :: HsBang -> TcType -> HsBang
+    -- Returns   HsUnpack  if we can unpack arg_ty
+    --                  fail_bang if we know what arg_ty is but we can't unpack it
+    --                  HsStrict  if it's abstract, so we don't know whether or not we can unbox it
+    can_unbox fail_bang arg_ty 
+       = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
+           Nothing -> fail_bang
+
+           Just (arg_tycon, tycon_args) 
+              | isAbstractTyCon arg_tycon -> HsStrict  
+                      -- See Note [Don't complain about UNPACK on abstract TyCons]
+              | not (isRecursiveTyCon arg_tycon)       -- Note [Recusive unboxing]
+             , isProductTyCon arg_tycon 
+                   -- We can unbox if the type is a chain of newtypes 
+                   -- with a product tycon at the end
+              -> if isNewTyCon arg_tycon 
+                 then can_unbox fail_bang (newTyConInstRhs arg_tycon tycon_args)
+                 else HsUnpack
+
+              | otherwise -> fail_bang
 \end{code}
 
+Note [Don't complain about UNPACK on abstract TyCons]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We are going to complain about UnpackFailed, but if we say
+   data T = MkT {-# UNPACK #-} !Wobble
+and Wobble is a newtype imported from a module that was compiled 
+without optimisation, we don't want to complain. Because it might
+be fine when optimsation is on.  I think this happens when Haddock
+is working over (say) GHC souce files.
+
 Note [Recursive unboxing]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Be careful not to try to unbox this!
@@ -974,8 +952,8 @@ Validity checking is done once the mutually-recursive knot has been
 tied, so we can look at things freely.
 
 \begin{code}
-checkCycleErrs :: [LTyClDecl Name] -> TcM ()
-checkCycleErrs tyclss
+checkClassCycleErrs :: [LTyClDecl Name] -> TcM ()
+checkClassCycleErrs tyclss
   | null cls_cycles
   = return ()
   | otherwise
@@ -991,12 +969,13 @@ checkValidTyCl :: TyClDecl Name -> TcM ()
 checkValidTyCl decl
   = tcAddDeclCtxt decl $
     do { thing <- tcLookupLocatedGlobal (tcdLName decl)
-       ; traceTc (text "Validity of" <+> ppr thing)    
+       ; traceTc "Validity of" (ppr thing)     
        ; case thing of
            ATyCon tc -> checkValidTyCon tc
-           AClass cl -> checkValidClass cl 
-            _ -> panic "checkValidTyCl"
-       ; traceTc (text "Done validity of" <+> ppr thing)       
+           AClass cl -> do { checkValidClass cl 
+                            ; mapM_ (addLocM checkValidTyCl) (tcdATs decl) }
+            _         -> panic "checkValidTyCl"
+       ; traceTc "Done validity of" (ppr thing)        
        }
 
 -------------------------
@@ -1018,8 +997,8 @@ checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
 checkValidTyCon tc 
   | isSynTyCon tc 
   = case synTyConRhs tc of
-      OpenSynTyCon _ _ -> return ()
-      SynonymTyCon ty  -> checkValidType syn_ctxt ty
+      SynFamilyTyCon {} -> return ()
+      SynonymTyCon ty   -> checkValidType syn_ctxt ty
   | otherwise
   = do -- Check the context on the data decl
     checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConStupidTheta tc)
@@ -1089,7 +1068,8 @@ checkValidDataCon :: TyCon -> DataCon -> TcM ()
 checkValidDataCon tc con
   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))    $
     addErrCtxt (dataConCtxt con)               $ 
-    do { let tc_tvs = tyConTyVars tc
+    do { traceTc "Validity of data con" (ppr con)
+        ; let tc_tvs = tyConTyVars tc
              res_ty_tmpl = mkFamilyTyConApp tc (mkTyVarTys tc_tvs)
              actual_res_ty = dataConOrigResTy con
        ; checkTc (isJust (tcMatchTy (mkVarSet tc_tvs)
@@ -1101,9 +1081,15 @@ checkValidDataCon tc con
                -- Reason: it's really the argument of an equality constraint
        ; checkValidType ctxt (dataConUserType con)
        ; when (isNewTyCon tc) (checkNewDataCon con)
+        ; mapM_ check_bang (dataConStrictMarks con `zip` [1..])
     }
   where
     ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
+    check_bang (HsUnpackFailed, n) = addWarnTc (cant_unbox_msg n)
+    check_bang _                   = return ()
+
+    cant_unbox_msg n = sep [ ptext (sLit "Ignoring unusable UNPACK pragma on the")
+                           , speakNth n <+> ptext (sLit "argument of") <+> quotes (ppr con)]
 
 -------------------------------
 checkNewDataCon :: DataCon -> TcM ()
@@ -1115,7 +1101,7 @@ checkNewDataCon con
                -- Return type is (T a b c)
        ; checkTc (null ex_tvs && null eq_theta && null dict_theta) (newtypeExError con)
                -- No existentials
-       ; checkTc (not (any isMarkedStrict (dataConStrictMarks con))) 
+       ; checkTc (not (any isBanged (dataConStrictMarks con))) 
                  (newtypeStrictError con)
                -- No strictness
     }
@@ -1125,9 +1111,9 @@ checkNewDataCon con
 -------------------------------
 checkValidClass :: Class -> TcM ()
 checkValidClass cls
-  = do { constrained_class_methods <- doptM Opt_ConstrainedClassMethods
-       ; multi_param_type_classes <- doptM Opt_MultiParamTypeClasses
-       ; fundep_classes <- doptM Opt_FunctionalDependencies
+  = do { constrained_class_methods <- xoptM Opt_ConstrainedClassMethods
+       ; multi_param_type_classes <- xoptM Opt_MultiParamTypeClasses
+       ; fundep_classes <- xoptM Opt_FunctionalDependencies
 
        -- Check that the class is unary, unless GlaExs
        ; checkTc (notNull tyvars) (nullaryClassErr cls)
@@ -1156,7 +1142,7 @@ checkValidClass cls
                -- The 'tail' removes the initial (C a) from the
                -- class itself, leaving just the method type
 
-       ; traceTc (text "class op type" <+> ppr op_ty <+> ppr tau)
+       ; traceTc "class op type" (ppr op_ty <+> ppr tau)
        ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
 
                -- Check that the type mentions at least one of
@@ -1165,7 +1151,7 @@ checkValidClass cls
                --   class Error e => Game b mv e | b -> mv e where
                --      newBoard :: MonadState b m => m ()
                -- Here, MonadState has a fundep m->b, so newBoard is fine
-       ; let grown_tyvars = grow theta (mkVarSet tyvars)
+       ; let grown_tyvars = growThetaTyVars theta (mkVarSet tyvars)
        ; checkTc (tyVarsOfType tau `intersectsVarSet` grown_tyvars)
                  (noClassTyVarErr cls sel_id)
 
@@ -1197,8 +1183,36 @@ checkValidClass cls
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-mkAuxBinds :: [TyThing] -> HsValBinds Name
-mkAuxBinds ty_things
+mkDefaultMethodIds :: [TyThing] -> [Id]
+-- See Note [Default method Ids and Template Haskell]
+mkDefaultMethodIds things
+  = [ mkDefaultMethodId sel_id dm_name
+    | AClass cls <- things
+    , (sel_id, DefMeth dm_name) <- classOpItems cls ]
+\end{code}
+
+Note [Default method Ids and Template Haskell]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider this (Trac #4169):
+   class Numeric a where
+     fromIntegerNum :: a
+     fromIntegerNum = ...
+
+   ast :: Q [Dec]
+   ast = [d| instance Numeric Int |]
+
+When we typecheck 'ast' we have done the first pass over the class decl
+(in tcTyClDecls), but we have not yet typechecked the default-method
+declarations (becuase they can mention value declarations).  So we 
+must bring the default method Ids into scope first (so they can be seen
+when typechecking the [d| .. |] quote, and typecheck them later.
+
+\begin{code}
+mkRecSelBinds :: [TyThing] -> HsValBinds Name
+-- NB We produce *un-typechecked* bindings, rather like 'deriving'
+--    This makes life easier, because the later type checking will add
+--    all necessary type abstractions and applications
+mkRecSelBinds ty_things
   = ValBindsOut [(NonRecursive, b) | b <- binds] sigs
   where
     (sigs, binds) = unzip rec_sels
@@ -1206,57 +1220,63 @@ mkAuxBinds ty_things
                                        | ATyCon tc <- ty_things 
                                , fld <- tyConFields tc ]
 
-
 mkRecSelBind :: (TyCon, FieldLabel) -> (LSig Name, LHsBinds Name)
 mkRecSelBind (tycon, sel_name)
   = (L loc (IdSig sel_id), unitBag (L loc sel_bind))
   where
-    loc = getSrcSpan tycon    
-    sel_id = Var.mkLocalVar rec_details sel_name sel_ty vanillaIdInfo
+    loc        = getSrcSpan tycon    
+    sel_id     = Var.mkLocalVar rec_details sel_name sel_ty vanillaIdInfo
     rec_details = RecSelId { sel_tycon = tycon, sel_naughty = is_naughty }
 
     -- Find a representative constructor, con1
-    all_cons = tyConDataCons tycon 
+    all_cons     = tyConDataCons tycon 
     cons_w_field = [ con | con <- all_cons
                    , sel_name `elem` dataConFieldLabels con ] 
     con1 = ASSERT( not (null cons_w_field) ) head cons_w_field
 
     -- Selector type; Note [Polymorphic selectors]
-    field_ty = dataConFieldType con1 sel_name
-    (field_tvs, field_theta, field_tau) 
-       | is_naughty = ([], [], unitTy)
-       | otherwise  = tcSplitSigmaTy field_ty
+    field_ty   = dataConFieldType con1 sel_name
     data_ty    = dataConOrigResTy con1
     data_tvs   = tyVarsOfType data_ty
     is_naughty = not (tyVarsOfType field_ty `subVarSet` data_tvs)  
-    sel_ty = mkForAllTys (varSetElems data_tvs ++ field_tvs) $ 
-            mkPhiTy (dataConStupidTheta con1)  $       -- Urgh!
-            mkPhiTy field_theta                $       -- Urgh!
-             mkFunTy data_ty field_tau
+    (field_tvs, field_theta, field_tau) = tcSplitSigmaTy field_ty
+    sel_ty | is_naughty = unitTy  -- See Note [Naughty record selectors]
+           | otherwise  = mkForAllTys (varSetElems data_tvs ++ field_tvs) $ 
+                         mkPhiTy (dataConStupidTheta con1) $   -- Urgh!
+                         mkPhiTy field_theta               $   -- Urgh!
+                         mkFunTy data_ty field_tau
 
     -- Make the binding: sel (C2 { fld = x }) = x
     --                   sel (C7 { fld = x }) = x
     --    where cons_w_field = [C2,C7]
-    sel_bind    = mkFunBind sel_lname (map mk_match cons_w_field ++ deflt)
+    sel_bind | is_naughty = mkFunBind sel_lname [mkSimpleMatch [] unit_rhs]
+             | otherwise  = mkFunBind sel_lname (map mk_match cons_w_field ++ deflt)
     mk_match con = mkSimpleMatch [L loc (mk_sel_pat con)] 
-                                 (L loc match_body)
+                                 (L loc (HsVar field_var))
     mk_sel_pat con = ConPatIn (L loc (getName con)) (RecCon rec_fields)
     rec_fields = HsRecFields { rec_flds = [rec_field], rec_dotdot = Nothing }
     rec_field  = HsRecField { hsRecFieldId = sel_lname
                             , hsRecFieldArg = nlVarPat field_var
                             , hsRecPun = False }
-    match_body | is_naughty = ExplicitTuple [] Boxed
-              | otherwise  = HsVar field_var
     sel_lname = L loc sel_name
     field_var = mkInternalName (mkBuiltinUnique 1) (getOccName sel_name) loc
 
     -- Add catch-all default case unless the case is exhaustive
     -- We do this explicitly so that we get a nice error message that
     -- mentions this particular record selector
-    deflt | length cons_w_field == length all_cons = []
+    deflt | not (any is_unused all_cons) = []
          | otherwise = [mkSimpleMatch [nlWildPat] 
                            (nlHsApp (nlHsVar (getName rEC_SEL_ERROR_ID))
                                     (nlHsLit msg_lit))]
+
+       -- Do not add a default case unless there are unmatched
+       -- constructors.  We must take account of GADTs, else we
+       -- get overlap warning messages from the pattern-match checker
+    is_unused con = not (con `elem` cons_w_field 
+                        || dataConCannotMatch inst_tys con)
+    inst_tys = tyConAppArgs data_ty
+
+    unit_rhs = mkLHsTupleExpr []
     msg_lit = HsStringPrim $ mkFastString $ 
               occNameString (getOccName sel_name)
 
@@ -1290,11 +1310,16 @@ so that if the user tries to use 'x' as a selector we can bleat
 helpfully, rather than saying unhelpfully that 'x' is not in scope.
 Hence the sel_naughty flag, to identify record selectors that don't really exist.
 
-In general, a field is naughty if its type mentions a type variable that
-isn't in the result type of the constructor.
+In general, a field is "naughty" if its type mentions a type variable that
+isn't in the result type of the constructor.  Note that this *allows*
+GADT record selectors (Note [GADT record selectors]) whose types may look 
+like     sel :: T [a] -> a
 
-We make a dummy binding for naughty selectors, so that they can be treated
-uniformly, apart from their sel_naughty field.  The function is never called.
+For naughty selectors we make a dummy binding 
+   sel = ()
+for naughty selectors, so that the later type-check will add them to the
+environment, and they'll be exported.  The function is never called, because
+the tyepchecker spots the sel_naughty field.
 
 Note [GADT record selectors]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -1402,7 +1427,7 @@ genericMultiParamErr clas
 badGenericMethodType :: Name -> Kind -> SDoc
 badGenericMethodType op op_ty
   = hang (ptext (sLit "Generic method type is too complex"))
-       4 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
+       2 (vcat [ppr op <+> dcolon <+> ppr op_ty,
                ptext (sLit "You can only use type variables, arrows, lists, and tuples")])
 
 recSynErr :: [LTyClDecl Name] -> TcRn ()
@@ -1442,7 +1467,7 @@ badGadtDecl tc_name
 badExistential :: Located Name -> SDoc
 badExistential con_name
   = hang (ptext (sLit "Data constructor") <+> quotes (ppr con_name) <+>
-               ptext (sLit "has existential type variables, or a context"))
+               ptext (sLit "has existential type variables, a context, or a specialised result type"))
        2 (parens $ ptext (sLit "Use -XExistentialQuantification or -XGADTs to allow this"))
 
 badStupidTheta :: Name -> SDoc
@@ -1480,11 +1505,6 @@ badSigTyDecl tc_name
           quotes (ppr tc_name)
         , nest 2 (parens $ ptext (sLit "Use -XKindSignatures to allow kind signatures")) ]
 
-noIndexTypes :: Name -> SDoc
-noIndexTypes tc_name
-  = ptext (sLit "Type family constructor") <+> quotes (ppr tc_name)
-    <+> ptext (sLit "must have at least one type index parameter")
-
 badFamInstDecl :: Outputable a => a -> SDoc
 badFamInstDecl tc_name
   = vcat [ ptext (sLit "Illegal family instance for") <+>
@@ -1507,13 +1527,18 @@ wrongNumberOfParmsErr exp_arity
     <+> ppr exp_arity
 
 badBootFamInstDeclErr :: SDoc
-badBootFamInstDeclErr = 
-  ptext (sLit "Illegal family instance in hs-boot file")
-
+badBootFamInstDeclErr
+  = ptext (sLit "Illegal family instance in hs-boot file")
+
+notFamily :: TyCon -> SDoc
+notFamily tycon
+  = vcat [ ptext (sLit "Illegal family instance for") <+> quotes (ppr tycon)
+         , nest 2 $ parens (ppr tycon <+> ptext (sLit "is not an indexed type family"))]
+  
 wrongKindOfFamily :: TyCon -> SDoc
-wrongKindOfFamily family =
-  ptext (sLit "Wrong category of family instance; declaration was for a") <+>
-  kindOfFamily
+wrongKindOfFamily family
+  = ptext (sLit "Wrong category of family instance; declaration was for a")
+    <+> kindOfFamily
   where
     kindOfFamily | isSynTyCon family = ptext (sLit "type synonym")
                 | isAlgTyCon family = ptext (sLit "data type")