Ignore UNPACK pragmas with OmitInterfacePragmas is on (fixes Trac #5252)
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
index 5f7a680..ca4f2c5 100644 (file)
@@ -7,16 +7,16 @@ TcTyClsDecls: Typecheck type and class declarations
 
 \begin{code}
 module TcTyClsDecls (
-       tcTyAndClassDecls, tcFamInstDecl
+       tcTyAndClassDecls, kcDataDecl, tcConDecls, mkRecSelBinds,
+        checkValidTyCon, dataDeclChecks, badFamInstDecl
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
 import HsSyn
-import HsTypes
-import BasicTypes
 import HscTypes
 import BuildTyCl
+import TcUnify
 import TcRnMonad
 import TcEnv
 import TcTyDecls
@@ -24,28 +24,33 @@ import TcClassDcl
 import TcHsType
 import TcMType
 import TcType
-import FunDeps
+import TysWiredIn      ( unitTy )
 import Type
-import Generics
 import Class
 import TyCon
 import DataCon
+import Id
+import MkCore          ( rEC_SEL_ERROR_ID )
+import IdInfo
 import Var
 import VarSet
 import Name
-import OccName
+import NameEnv
 import Outputable
 import Maybes
-import Monad
 import Unify
 import Util
 import SrcLoc
 import ListSetOps
 import Digraph
 import DynFlags
+import FastString
+import Unique          ( mkBuiltinUnique )
+import BasicTypes
 
-import Data.List        ( partition, elemIndex )
-import Control.Monad    ( mplus )
+import Bag
+import Control.Monad
+import Data.List
 \end{code}
 
 
@@ -55,320 +60,107 @@ 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]
-                  -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
-                                       -- and their implicit Ids,DataCons
-tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
-  = do {       -- Omit instances of type families; they are handled together
-               -- with the *heads* of class instances
-        ; let decls = filter (not . isFamInstDecl . unLoc) allDecls
 
-               -- 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 <- mappM 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")
-       ; mappM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
-       ; traceTc (text "done")
-   
+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
+-- Fails if there are any errors
+
+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 { 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
+
        -- 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 }
-       ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr alg_tyclss) 
-                  $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
-       ; tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
-    }}
-  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)
+       ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings tyclss
+             ; rec_sel_binds   = mkRecSelBinds [tc | ATyCon tc <- tyclss]
+              ; dm_ids          = mkDefaultMethodIds tyclss }
+
+       ; env <- tcExtendGlobalEnv implicit_things $
+                 tcExtendGlobalValEnv dm_ids $
+                 getGblEnv
+        ; return (env, rec_sel_binds) } }
+                    
+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}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Type checking family instances}
+               Kind checking
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Family instances are somewhat of a hybrid.  They are processed together with
-class instance heads, but can contain data constructors and hence they share a
-lot of kinding and type checking code with ordinary algebraic data types (and
-GADTs).
+Note [Kind checking for type and class decls]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Kind checking is done thus:
 
-\begin{code}
-tcFamInstDecl :: LTyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
-tcFamInstDecl (L loc decl)
-  =    -- Prime error recovery, set source location
-    recoverM (returnM Nothing)                 $
-    setSrcSpan loc                             $
-    tcAddDeclCtxt decl                         $
-    do { -- type families require -ftype-families and can't be in an
-        -- hs-boot file
-       ; gla_exts <- doptM Opt_TypeFamilies
-       ; is_boot  <- tcIsHsBoot          -- Are we compiling an hs-boot file?
-       ; checkTc gla_exts      $ badFamInstDecl (tcdLName decl)
-       ; checkTc (not is_boot) $ badBootFamInstDeclErr
-
-        -- perform kind and type checking
-       ; tcFamInstDecl1 decl
-       }
+   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)
 
-tcFamInstDecl1 :: TyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
-
-  -- "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)
-
-       ; -- (1) kind check the right hand side of the type equation
-       ; k_rhs <- kcCheckHsType (tcdSynRhs decl) resKind
-
-         -- (2) type check type equation
-       ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
-       ; t_typats <- mappM tcHsKindedType k_typats
-       ; t_rhs    <- tcHsKindedType k_rhs
-
-         -- (3) construct representation tycon
-       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name loc
-       ; tycon <- buildSynTyCon rep_tc_name t_tvs (SynonymTyCon t_rhs) 
-                                (Just (family, t_typats))
-
-       ; return $ Just (ATyCon tycon)
-       }}
-
-  -- "newtype instance" and "data instance"
-tcFamInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
-                            tcdCons = cons})
-  = kcIdxTyPats decl $ \k_tvs k_typats resKind family ->
-    do { -- check that the family declaration is for the right kind
-        unless (isAlgTyCon family) $
-          addErr (wrongKindOfFamily family)
-
-       ; -- (1) kind check the data declaration as usual
-       ; k_decl <- kcDataDecl decl k_tvs
-       ; let k_ctxt = tcdCtxt k_decl
-            k_cons = tcdCons k_decl
-
-         -- result kind must be '*' (otherwise, we have too few patterns)
-       ; checkTc (isLiftedTypeKind resKind) $ tooFewParmsErr tc_name
-
-         -- (2) type check indexed data type declaration
-       ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
-       ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
-
-        -- Check that we don't use GADT syntax for indexed types
-       ; checkTc h98_syntax (badGadtIdxTyDecl tc_name)
-
-        -- Check that a newtype has exactly one constructor
-       ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton k_cons) $
-          newtypeConError tc_name (length k_cons)
-
-       ; t_typats     <- mappM tcHsKindedType k_typats
-       ; stupid_theta <- tcHsKindedContext k_ctxt
-
-         -- (3) construct representation tycon
-       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name loc
-       ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
-            { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict tycon t_tvs))
-                                 k_cons
-            ; tc_rhs <-
-                case new_or_data of
-                  DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
-                  NewType  -> ASSERT( isSingleton data_cons )
-                              mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
-            ; buildAlgTyCon rep_tc_name t_tvs stupid_theta tc_rhs Recursive
-                            False h98_syntax (Just (family, 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
-                 -- dependency.  (2) They are always valid loop breakers as
-                 -- they involve a coercion.
-            })
-
-         -- construct result
-       ; return $ Just (ATyCon tycon)
-       }}
-       where
-        h98_syntax = case cons of      -- All constructors have same shape
-                       L _ (ConDecl { con_res = ResTyGADT _ }) : _ -> False
-                       other -> True
-
--- Kind checking of indexed types
--- -
-
--- Kind check type patterns and kind annotate the embedded type variables.
---
--- * Here we check that a type instance matches its kind signature, but we do
---   not check whether there is a pattern for each type index; the latter
---   check is only required for type functions.
---
-kcIdxTyPats :: TyClDecl Name
-           -> ([LHsTyVarBndr Name] -> [LHsType Name] -> Kind -> TyCon -> TcM a)
-              -- ^^kinded tvs         ^^kinded ty pats  ^^res kind
-           -> TcM a
-kcIdxTyPats decl thing_inside
-  = kcHsTyVars (tcdTyVars decl) $ \tvs -> 
-    do { family <- tcLookupLocatedTyCon (tcdLName decl)
-       ; let { (kinds, resKind) = splitKindFunTys (tyConKind family)
-            ; hs_typats        = fromJust $ tcdTyPats decl }
-
-         -- we may not have more parameters than the kind indicates
-       ; checkTc (length kinds >= length hs_typats) $
-          tooManyParmsErr (tcdLName decl)
-
-         -- type functions can have a higher-kinded result
-       ; let resultKind = mkArrowKinds (drop (length hs_typats) kinds) resKind
-       ; typats <- TcRnMonad.zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
-       ; thing_inside tvs typats resultKind family
-       }
-  where
-\end{code}
+   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
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-               Kind checking
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+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:
@@ -404,83 +196,89 @@ 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 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 <- mappM 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 <- mappM (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
     mk_res_kind (TyData   { tcdKindSig = Just kind }) = return kind
        -- On GADT-style declarations we allow a kind signature
        --      data T :: *->* where { ... }
-    mk_res_kind other = return liftedTypeKind
+    mk_res_kind _ = return liftedTypeKind
 
 
 ----------------
 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) 
           -> TcM (LTyClDecl Name,      -- Kind-annotated decls
                   (Name,TcKind))       -- Kind bindings
-kcSynDecl (AcyclicSCC ldecl@(L loc decl))
+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)) })
 
@@ -488,8 +286,6 @@ kcSynDecl (CyclicSCC decls)
   = do { recSynErr decls; failM }      -- Fail here to avoid error cascade
                                        -- of out-of-scope tycons
 
-kindedTyVarKind (L _ (KindedTyVar _ k)) = k
-
 ------------------------------------------------------------------------
 kcTyClDecl :: TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
        -- Not used for type synonyms (see kcSynDecl)
@@ -499,28 +295,28 @@ kcTyClDecl decl@(TyData {})
     kcTyClDeclBody decl        $
       kcDataDecl decl
 
-kcTyClDecl decl@(TyFamily {tcdKind = kind})
-  = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
-      return (decl {tcdTyVars = tvs', 
-                   tcdKind = kind `mplus` Just liftedTypeKind})
-                   -- default result kind is '*'
+kcTyClDecl decl@(TyFamily {})
+  = kcFamilyDecl [] decl      -- the empty list signals a toplevel decl      
 
 kcTyClDecl decl@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats})
   = kcTyClDeclBody decl        $ \ tvs' ->
-    do { is_boot <- tcIsHsBoot
-       ; ctxt' <- kcHsContext ctxt     
-       ; ats'  <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) ats
-       ; sigs' <- mappM (wrapLocM kc_sig    ) sigs
+    do { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
+       ; ats'  <- mapM (wrapLocM (kcFamilyDecl tvs')) ats
+       ; sigs' <- mapM (wrapLocM kc_sig) sigs
        ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = sigs',
                        tcdATs = ats'}) }
   where
     kc_sig (TypeSig nm op_ty) = do { op_ty' <- kcHsLiftedSigType op_ty
                                   ; return (TypeSig nm op_ty') }
+    kc_sig (GenericSig nm op_ty) = do { op_ty' <- kcHsLiftedSigType op_ty
+                                     ; return (GenericSig nm op_ty') }
     kc_sig other_sig         = return other_sig
 
 kcTyClDecl decl@(ForeignType {})
   = return decl
 
+kcTyClDecl (TySynonym {}) = panic "kcTyClDecl TySynonym"
+
 kcTyClDeclBody :: TyClDecl Name
               -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM a)
               -> TcM a
@@ -532,13 +328,17 @@ kcTyClDeclBody :: TyClDecl Name
 kcTyClDeclBody decl thing_inside
   = tcAddDeclCtxt decl         $
     do         { tc_ty_thing <- tcLookupLocated (tcdLName decl)
-       ; let tc_kind    = case tc_ty_thing of { AThing k -> k }
+       ; let tc_kind    = case tc_ty_thing of
+                             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
@@ -548,27 +348,35 @@ kcDataDecl :: TyClDecl Name -> [LHsTyVarBndr Name] -> TcM (TyClDecl Name)
 kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
           tvs
   = do { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
-       ; cons' <- mappM (wrapLocM kc_con_decl) cons
+       ; cons' <- mapM (wrapLocM kc_con_decl) 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' <- mappM kc_larg_ty btys ; return (PrefixCon btys') }
+       = do { btys' <- mapM 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') }
+       = 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') }
+       = do { fields' <- mapM kc_field fields
+             ; return (RecCon fields') }
 
-    kc_field (HsRecField fld bty d) = do { bty' <- kc_larg_ty bty ; return (HsRecField fld bty' d) }
+    kc_field (ConDeclField fld bty d) = do { bty' <- kc_larg_ty bty
+                                          ; return (ConDeclField fld bty' d) }
 
     kc_larg_ty bty = case new_or_data of
                        DataType -> kcHsSigType bty
@@ -576,6 +384,30 @@ kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
        -- Can't allow an unlifted type for newtypes, because we're effectively
        -- going to remove the constructor while coercing it to a lifted type.
        -- And newtypes can't be bang'd
+kcDataDecl d _ = pprPanic "kcDataDecl" (ppr d)
+
+-- Kind check a family declaration or type family default declaration.
+--
+kcFamilyDecl :: [LHsTyVarBndr Name]  -- tyvars of enclosing class decl if any
+             -> TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
+kcFamilyDecl classTvs decl@(TyFamily {tcdKind = kind})
+  = kcTyClDeclBody decl $ \tvs' ->
+    do { mapM_ unifyClassParmKinds tvs'
+       ; return (decl {tcdTyVars = tvs', 
+                      tcdKind = kind `mplus` Just liftedTypeKind})
+                      -- default result kind is '*'
+       }
+  where
+    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)
 \end{code}
 
 
@@ -586,186 +418,198 @@ kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
 %************************************************************************
 
 \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
-  (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') Nothing
-    ; return (ATyCon tycon) 
-    }
-
---------------------
-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 _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
+            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) 
-  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
+  { traceTc "type family:" (ppr tc_name) 
 
-       -- Check that we don't use families without -ftype-families
+       -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
+  ; idx_tys <- xoptM Opt_TypeFamilies
   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
-  ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind Nothing) Nothing
+  ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' SynFamilyTyCon kind parent Nothing
   ; return [ATyCon tycon]
   }
 
-  -- "newtype family" or "data family" declaration
-tcTyClDecl1 _calc_isrec 
+  -- "data family" declaration
+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
 
-  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
 
-       -- Check that we don't use families without -ftype-families
+       -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
+  ; idx_tys <- xoptM Opt_TypeFamilies
   ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
   ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
-              mkOpenDataTyConRhs Recursive False True Nothing
+               DataFamilyTyCon Recursive 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"
-tcTyClDecl1 calc_isrec
+  -- NB: not used for newtype/data instances (whether associated or not)
+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
-  ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
-  ; gla_exts     <- doptM Opt_GlasgowExts
+  ; kind_signatures <- xoptM Opt_KindSignatures
+  ; existential_ok <- xoptM Opt_ExistentialQuantification
+  ; gadt_ok      <- xoptM Opt_GADTs
   ; is_boot     <- tcIsHsBoot  -- Are we compiling an hs-boot file?
-
-       -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
-  ; checkTc (gla_exts || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
+  ; let ex_ok = existential_ok || gadt_ok      -- Data cons can have existential context
 
        -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
-  ; checkTc (gla_exts || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
-
-       -- Check that the stupid theta is empty for a GADT-style declaration
-  ; checkTc (null stupid_theta || h98_syntax) (badStupidTheta tc_name)
+  ; checkTc (kind_signatures || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
 
-       -- Check that there's at least one condecl,
-       -- or else we're reading an hs-boot file, or -fglasgow-exts
-  ; checkTc (not (null cons) || gla_exts || is_boot)
-           (emptyConDeclsErr tc_name)
-    
-       -- Check that a newtype has exactly one constructor
-  ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton cons) 
-           (newtypeConError tc_name (length cons))
+  ; dataDeclChecks tc_name new_or_data stupid_theta cons
 
   ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
-       { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict tycon final_tvs)) 
-                            cons
+       { let res_ty = mkTyConApp tycon (mkTyVarTys final_tvs)
+       ; data_cons <- tcConDecls ex_ok tycon (final_tvs, res_ty) cons
        ; tc_rhs <-
            if null cons && is_boot     -- In a hs-boot file, empty cons means
            then return AbstractTyCon   -- "don't know"; hence Abstract
            else case new_or_data of
                   DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
-                  NewType  -> 
-                       ASSERT( isSingleton data_cons )
-                       mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
+                  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
+           (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
-                       other -> 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' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
-  ; atss <- mappM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
-  ; let ats' = zipWith setTyThingPoss atss (map (tcdTyVars . unLoc) ats)
-  ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
-  ; clas <- fixM (\ clas ->
-               let     -- This little knot is just so we can get
+  ; fds' <- mapM (addLocM tc_fundep) fundeps
+  ; (sig_stuff, gen_dm_env) <- tcClassSigs class_name sigs meths
+  ; 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 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 }
+
+  ; let gen_dm_ids = [ AnId (mkExportedLocalId gen_dm_name gen_dm_ty)
+                     | (sel_id, GenDefMeth gen_dm_name) <- classOpItems clas
+                     , let gen_dm_tau = expectJust "tcTyClDecl1" $
+                                        lookupNameEnv gen_dm_env (idName sel_id)
+                    , let gen_dm_ty = mkSigmaTy tvs' 
+                                                 [mkClassPred clas (mkTyVarTys tvs')] 
+                                                 gen_dm_tau
+                     ]
+        class_ats = map ATyCon (classATs clas)
+
+  ; return (AClass clas : gen_dm_ids ++ class_ats )
       -- NB: Order is important due to the call to `mkGlobalThings' when
       --     tying the the type and class declaration type checking knot.
   }
   where
-    tc_fundep (tvs1, tvs2) = do { tvs1' <- mappM tcLookupTyVar tvs1 ;
-                               ; tvs2' <- mappM tcLookupTyVar tvs2 ;
+    tc_fundep (tvs1, tvs2) = do { tvs1' <- mapM tcLookupTyVar tvs1 ;
+                               ; tvs2' <- mapM tcLookupTyVar tvs2 ;
                                ; return (tvs1', tvs2') }
 
-    -- For each AT argument compute the position of the corresponding class
-    -- parameter in the class head.  This will later serve as a permutation
-    -- vector when checking the validity of instance declarations.
-    setTyThingPoss [ATyCon tycon] atTyVars = 
-      let classTyVars = hsLTyVarNames tvs
-         poss        =   catMaybes 
-                       . map (`elemIndex` classTyVars) 
-                       . hsLTyVarNames 
-                       $ atTyVars
-                    -- There will be no Nothing, as we already passed renaming
-      in 
-      ATyCon (setTyConArgPoss tycon poss)
-    setTyThingPoss _             _ = panic "TcTyClsDecls.setTyThingPoss"
-
-tcTyClDecl1 calc_isrec 
+tcTyClDecl1 _ _
   (ForeignType {tcdLName = L _ tc_name, tcdExtName = tc_ext_name})
-  = returnM [ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0)]
+  = return [ATyCon (mkForeignTyCon tc_name tc_ext_name liftedTypeKind 0)]
+
+tcTyClDecl1 _ _ d = pprPanic "tcTyClDecl1" (ppr d)
+
+dataDeclChecks :: Name -> NewOrData -> ThetaType -> [LConDecl Name] -> TcM ()
+dataDeclChecks tc_name new_or_data stupid_theta cons
+  = do {   -- Check that we don't use GADT syntax in H98 world
+         gadtSyntax_ok <- xoptM Opt_GADTSyntax
+       ; let h98_syntax = consUseH98Syntax cons
+       ; checkTc (gadtSyntax_ok || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
+
+          -- Check that the stupid theta is empty for a GADT-style declaration
+       ; checkTc (null stupid_theta || h98_syntax) (badStupidTheta tc_name)
 
+       -- Check that a newtype has exactly one constructor
+       -- Do this before checking for empty data decls, so that
+       -- we don't suggest -XEmptyDataDecls for newtypes
+      ; checkTc (new_or_data == DataType || isSingleton cons) 
+               (newtypeConError tc_name (length cons))
+
+       -- Check that there's at least one condecl,
+       -- or else we're reading an hs-boot file, or -XEmptyDataDecls
+      ; empty_data_decls <- xoptM Opt_EmptyDataDecls
+      ; is_boot <- tcIsHsBoot  -- Are we compiling an hs-boot file?
+      ; checkTc (not (null cons) || empty_data_decls || is_boot)
+                (emptyConDeclsErr tc_name) }
+    
 -----------------------------------
-tcConDecl :: Bool              -- True <=> -funbox-strict_fields
-         -> TyCon -> [TyVar] 
+tcConDecls :: Bool -> TyCon -> ([TyVar], Type)
+          -> [LConDecl Name] -> TcM [DataCon]
+tcConDecls ex_ok rep_tycon res_tmpl cons
+  = mapM (addLocM (tcConDecl ex_ok rep_tycon res_tmpl)) cons
+
+tcConDecl :: Bool              -- True <=> -XExistentialQuantificaton or -XGADTs
+         -> TyCon              -- Representation tycon
+         -> ([TyVar], Type)    -- Return type template (with its template tyvars)
          -> ConDecl Name 
          -> TcM DataCon
 
-tcConDecl unbox_strict tycon tc_tvs    -- Data types
-         (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty _)
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+tcConDecl existential_ok rep_tycon res_tmpl    -- Data types
+         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
-    ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, data_tc) <- tcResultType tycon tc_tvs tvs' res_ty
+    ; checkTc (existential_ok || conRepresentibleWithH98Syntax con)
+             (badExistential name)
+    ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, res_ty') <- tcResultType res_tmpl tvs' res_ty
     ; let 
-       -- Tiresome: tidy the tyvar binders, since tc_tvs and tvs' may have the same OccNames
        tc_datacon is_infix field_lbls btys
-         = do { let bangs = map getBangStrictness btys
-              ; arg_tys <- mappM tcHsBangType btys
+         = do { (arg_tys, stricts) <- mapAndUnzipM tcConArg btys
               ; buildDataCon (unLoc name) is_infix
-                   (argStrictness unbox_strict bangs arg_tys)
-                   (map unLoc field_lbls)
+                   stricts field_lbls
                    univ_tvs ex_tvs eq_preds ctxt' arg_tys
-                   data_tc }
+                   res_ty' rep_tycon }
                -- NB:  we put data_tc, the type constructor gotten from the
                --      constructor type signature into the data constructor;
                --      that way checkValidDataCon can complain if it's wrong.
@@ -775,72 +619,103 @@ tcConDecl unbox_strict tycon tc_tvs      -- Data types
        InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon True  [] [bty1,bty2]
        RecCon fields      -> tc_datacon False field_names btys
                           where
-                             (field_names, btys) = unzip [ (n, t) | HsRecField n t _ <- fields ] 
-                              
+                             field_names = map (unLoc . cd_fld_name) fields
+                             btys        = map cd_fld_type fields
     }
 
-tcResultType :: TyCon
-            -> [TyVar]         -- data T a b c = ...
-            -> [TyVar]         -- where MkT :: forall a b c. ...
+-- Example
+--   data instance T (b,c) where 
+--     TI :: forall e. e -> T (e,e)
+--
+-- The representation tycon looks like this:
+--   data :R7T b c where 
+--     TI :: forall b1 c1. (b1 ~ c1) => b1 -> :R7T b1 c1
+-- In this case orig_res_ty = T (e,e)
+
+tcResultType :: ([TyVar], Type)        -- Template for result type; e.g.
+                               -- data instance T [a] b c = ...  
+                               --      gives template ([a,b,c], T [a] b c)
+            -> [TyVar]         -- where MkT :: forall x y z. ...
             -> ResType Name
             -> TcM ([TyVar],           -- Universal
                     [TyVar],           -- Existential (distinct OccNames from univs)
                     [(TyVar,Type)],    -- Equality predicates
-                    TyCon)             -- TyCon given in the ResTy
+                    Type)              -- Typechecked return type
        -- We don't check that the TyCon given in the ResTy is
        -- the same as the parent tycon, becuase we are in the middle
        -- of a recursive knot; so it's postponed until checkValidDataCon
 
-tcResultType decl_tycon tc_tvs dc_tvs ResTyH98
-  = return (tc_tvs, dc_tvs, [], decl_tycon)
+tcResultType (tmpl_tvs, res_ty) dc_tvs ResTyH98
+  = return (tmpl_tvs, dc_tvs, [], res_ty)
        -- In H98 syntax the dc_tvs are the existential ones
        --      data T a b c = forall d e. MkT ...
        -- The {a,b,c} are tc_tvs, and {d,e} are dc_tvs
 
-tcResultType _ tc_tvs dc_tvs (ResTyGADT res_ty)
-       -- E.g.  data T a b c where
-       --         MkT :: forall x y z. T (x,y) z z
+tcResultType (tmpl_tvs, res_tmpl) dc_tvs (ResTyGADT res_ty)
+       -- E.g.  data T [a] b c where
+       --         MkT :: forall x y z. T [(x,y)] z z
        -- Then we generate
-       --      ([a,z,c], [x,y], [a:=:(x,y), c:=:z], T)
-
-  = do { (dc_tycon, res_tys) <- tcLHsConResTy res_ty
-
-       ; let univ_tvs = choose_univs [] tidy_tc_tvs res_tys
-               -- Each univ_tv is either a dc_tv or a tc_tv
+       --      Univ tyvars     Eq-spec
+       --          a              a~(x,y)
+       --          b              b~z
+       --          z              
+       -- Existentials are the leftover type vars: [x,y]
+       -- So we return ([a,b,z], [x,y], [a~(x,y),b~z], T [(x,y)] z z)
+  = do { res_ty' <- tcHsKindedType res_ty
+       ; let Just subst = tcMatchTy (mkVarSet tmpl_tvs) res_tmpl res_ty'
+
+               -- /Lazily/ figure out the univ_tvs etc
+               -- Each univ_tv is either a dc_tv or a tmpl_tv
+             (univ_tvs, eq_spec) = foldr choose ([], []) tidy_tmpl_tvs
+             choose tmpl (univs, eqs)
+               | Just ty <- lookupTyVar subst tmpl 
+               = case tcGetTyVar_maybe ty of
+                   Just tv | not (tv `elem` univs)
+                           -> (tv:univs,   eqs)
+                   _other  -> (tmpl:univs, (tmpl,ty):eqs)
+               | otherwise = pprPanic "tcResultType" (ppr res_ty)
              ex_tvs = dc_tvs `minusList` univ_tvs
-             eq_spec = [ (tv, ty) | (tv,ty) <- univ_tvs `zip` res_tys, 
-                                     tv `elem` tc_tvs]
-       ; return (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, dc_tycon) }
+
+       ; return (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, res_ty') }
   where
-       -- choose_univs uses the res_ty itself if it's a type variable
-       -- and hasn't already been used; otherwise it uses one of the tc_tvs
-    choose_univs used tc_tvs []
-       = ASSERT( null tc_tvs ) []
-    choose_univs used (tc_tv:tc_tvs) (res_ty:res_tys) 
-       | Just tv <- tcGetTyVar_maybe res_ty, not (tv `elem` used)
-       = tv    : choose_univs (tv:used) tc_tvs res_tys
-       | otherwise
-       = tc_tv : choose_univs used tc_tvs res_tys
-
-       -- NB: tc_tvs and dc_tvs are distinct, but
+       -- NB: tmpl_tvs and dc_tvs are distinct, but
        -- we want them to be *visibly* distinct, both for
        -- interface files and general confusion.  So rename
        -- the tc_tvs, since they are not used yet (no 
        -- consequential renaming needed)
-    init_occ_env     = initTidyOccEnv (map getOccName dc_tvs)
-    (_, tidy_tc_tvs) = mapAccumL tidy_one init_occ_env tc_tvs
-    tidy_one env tv  = (env', setTyVarName tv (tidyNameOcc name occ'))
+    (_, tidy_tmpl_tvs) = mapAccumL tidy_one init_occ_env tmpl_tvs
+    init_occ_env       = initTidyOccEnv (map getOccName dc_tvs)
+    tidy_one env tv    = (env', setTyVarName tv (tidyNameOcc name occ'))
              where
                 name = tyVarName tv
                 (env', occ') = tidyOccName env (getOccName name) 
 
-             -------------------
-argStrictness :: Bool          -- True <=> -funbox-strict_fields
-             -> [HsBang]
-             -> [TcType] -> [StrictnessMark]
-argStrictness unbox_strict bangs arg_tys
- = ASSERT( length bangs == length arg_tys )
-   zipWith (chooseBoxingStrategy unbox_strict) arg_tys bangs
+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 :: LHsType Name -> TcM (TcType, HsBang)
+tcConArg bty
+  = do  { arg_ty <- tcHsBangType bty
+        ; strict_mark <- chooseBoxingStrategy arg_ty (getBangStrictness bty)
+       ; return (arg_ty, strict_mark) }
 
 -- We attempt to unbox/unpack a strict field when either:
 --   (i)  The field is marked '!!', or
@@ -848,27 +723,53 @@ argStrictness unbox_strict bangs arg_tys
 --
 -- We have turned off unboxing of newtypes because coercions make unboxing 
 -- and reboxing more complicated
-chooseBoxingStrategy :: Bool -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
-chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields arg_ty bang
+chooseBoxingStrategy :: TcType -> HsBang -> TcM HsBang
+chooseBoxingStrategy arg_ty bang
   = case bang of
-       HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
-       HsStrict | unbox_strict_fields 
-                   && can_unbox arg_ty                     -> MarkedUnboxed
-       HsUnbox  | can_unbox arg_ty                 -> MarkedUnboxed
-       other                                       -> MarkedStrict
+       HsNoBang -> return HsNoBang
+       HsStrict -> do { unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
+                       ; if unbox_strict then return (can_unbox HsStrict arg_ty)
+                                         else return HsStrict }
+       HsUnpack -> do { omit_prags <- doptM Opt_OmitInterfacePragmas
+            -- Do not respect UNPACK pragmas if OmitInterfacePragmas is on
+           -- See Trac #5252: unpacking means we must not conceal the
+           --                 representation of the argument type
+                       ; if omit_prags then return HsStrict
+                                       else return (can_unbox HsUnpackFailed arg_ty) }
+       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!
@@ -877,9 +778,10 @@ But it's the *argument* type that matters. This is fine:
        data S = MkS S !Int
 because Int is non-recursive.
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Dependency analysis}
+               Validity checking
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
@@ -887,12 +789,12 @@ 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
-  = do { mappM_ recClsErr cls_cycles
+  = do { mapM_ recClsErr cls_cycles
        ; failM }       -- Give up now, because later checkValidTyCl
                        -- will loop if the synonym is recursive
   where
@@ -904,11 +806,15 @@ 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 
-       ; traceTc (text "Done validity of" <+> ppr thing)       
+           AClass cl -> do { checkValidClass cl 
+                            ; mapM_ (addLocM checkValidTyCl) (tcdATs decl) }
+            AnId _    -> return ()  -- Generic default methods are checked
+                                   -- with their parent class
+            _         -> panic "checkValidTyCl"
+       ; traceTc "Done validity of" (ppr thing)        
        }
 
 -------------------------
@@ -918,22 +824,29 @@ checkValidTyCl decl
 --     (b) has the same type for 'f'
 -- module alpha conversion of the quantified type variables
 -- of the constructor.
+--
+-- Note that we allow existentials to match becuase the
+-- fields can never meet. E.g
+--     data T where
+--       T1 { f1 :: b, f2 :: a, f3 ::Int } :: T
+--       T2 { f1 :: c, f2 :: c, f3 ::Int } :: T  
+-- Here we do not complain about f1,f2 because they are existential
 
 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
-  =    -- Check the context on the data decl
-    checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConStupidTheta tc)    `thenM_` 
+  = do -- Check the context on the data decl
+    checkValidTheta (DataTyCtxt name) (tyConStupidTheta tc)
        
        -- Check arg types of data constructors
-    mappM_ (checkValidDataCon tc) data_cons                    `thenM_`
+    mapM_ (checkValidDataCon tc) data_cons
 
        -- Check that fields with the same name share a type
-    mappM_ check_fields groups
+    mapM_ check_fields groups
 
   where
     syn_ctxt  = TySynCtxt name
@@ -959,7 +872,7 @@ checkValidTyCon tc
     -- result type against other candidates' types BOTH WAYS ROUND.
     -- If they magically agrees, take the substitution and
     -- apply them to the latter ones, and see if they match perfectly.
-    check_fields fields@((label, con1) : other_fields)
+    check_fields ((label, con1) : other_fields)
        -- These fields all have the same name, but are from
        -- different constructors in the data type
        = recoverM (return ()) $ mapM_ checkOne other_fields
@@ -978,7 +891,10 @@ checkValidTyCon tc
                (tvs2, _, _, res2) = dataConSig con2
                ts2 = mkVarSet tvs2
                 fty2 = dataConFieldType con2 label
+    check_fields [] = panic "checkValidTyCon/check_fields []"
 
+checkFieldCompat :: Name -> DataCon -> DataCon -> TyVarSet
+                 -> Type -> Type -> Type -> Type -> TcM ()
 checkFieldCompat fld con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
   = do { checkTc (isJust mb_subst1) (resultTypeMisMatch fld con1 con2)
        ; checkTc (isJust mb_subst2) (fieldTypeMisMatch fld con1 con2) }
@@ -991,12 +907,28 @@ checkValidDataCon :: TyCon -> DataCon -> TcM ()
 checkValidDataCon tc con
   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))    $
     addErrCtxt (dataConCtxt con)               $ 
-    do { checkTc (dataConTyCon con == tc) (badDataConTyCon con)
+    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)
+                               res_ty_tmpl
+                               actual_res_ty))
+                 (badDataConTyCon con res_ty_tmpl actual_res_ty)
+       ; checkValidMonoType (dataConOrigResTy con)
+               -- Disallow MkT :: T (forall a. a->a)
+               -- Reason: it's really the argument of an equality constraint
        ; checkValidType ctxt (dataConUserType con)
-       ; ifM (isNewTyCon tc) (checkNewDataCon 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 ()
@@ -1008,7 +940,8 @@ checkNewDataCon con
                -- Return type is (T a b c)
        ; checkTc (null ex_tvs && null theta) (newtypeExError con)
                -- No existentials
-       ; checkTc (null (dataConStrictMarks con)) (newtypeStrictError con)
+       ; checkTc (not (any isBanged (dataConStrictMarks con))) 
+                 (newtypeStrictError con)
                -- No strictness
     }
   where
@@ -1017,18 +950,20 @@ checkNewDataCon con
 -------------------------------
 checkValidClass :: Class -> TcM ()
 checkValidClass cls
-  = do {       -- CHECK ARITY 1 FOR HASKELL 1.4
-         gla_exts <- doptM Opt_GlasgowExts
+  = 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)
-       ; checkTc (gla_exts || unary) (classArityErr cls)
+       ; checkTc (multi_param_type_classes || unary) (classArityErr cls)
+       ; checkTc (fundep_classes || null fundeps) (classFunDepsErr cls)
 
        -- Check the super-classes
        ; checkValidTheta (ClassSCCtxt (className cls)) theta
 
        -- Check the class operations
-       ; mappM_ (check_op gla_exts) op_stuff
+       ; mapM_ (check_op constrained_class_methods) op_stuff
 
        -- Check that if the class has generic methods, then the
        -- class has only one parameter.  We can't do generic
@@ -1036,16 +971,17 @@ checkValidClass cls
        ; checkTc (unary || no_generics) (genericMultiParamErr cls)
        }
   where
-    (tyvars, theta, _, op_stuff) = classBigSig cls
+    (tyvars, fundeps, theta, _, _, op_stuff) = classExtraBigSig cls
     unary      = isSingleton tyvars
-    no_generics = null [() | (_, GenDefMeth) <- op_stuff]
+    no_generics = null [() | (_, (GenDefMeth _)) <- op_stuff]
 
-    check_op gla_exts (sel_id, dm) 
+    check_op constrained_class_methods (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
 
+       ; traceTc "class op type" (ppr op_ty <+> ppr tau)
        ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
 
                -- Check that the type mentions at least one of
@@ -1054,76 +990,292 @@ 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)
 
-               -- Check that for a generic method, the type of 
-               -- the method is sufficiently simple
-       ; checkTc (dm /= GenDefMeth || validGenericMethodType tau)
-                 (badGenericMethodType op_name op_ty)
+        ; case dm of
+            GenDefMeth dm_name -> do { dm_id <- tcLookupId dm_name
+                                     ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) (idType dm_id) }
+            _                  -> return ()
        }
        where
          op_name = idName sel_id
          op_ty   = idType sel_id
          (_,theta1,tau1) = tcSplitSigmaTy op_ty
          (_,theta2,tau2)  = tcSplitSigmaTy tau1
-         (theta,tau) | gla_exts  = (theta1 ++ theta2, tau2)
-                     | otherwise = (theta1,           mkPhiTy (tail theta1) tau1)
+         (theta,tau) | constrained_class_methods = (theta1 ++ theta2, tau2)
+                     | otherwise = (theta1, mkPhiTy (tail theta1) tau1)
                -- Ugh!  The function might have a type like
                --      op :: forall a. C a => forall b. (Eq b, Eq a) => tau2
-               -- With -fglasgow-exts, we want to allow this, even though the inner 
+               -- With -XConstrainedClassMethods, we want to allow this, even though the inner 
                -- forall has an (Eq a) constraint.  Whereas in general, each constraint 
                -- in the context of a for-all must mention at least one quantified
                -- type variable.  What a mess!
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Building record selectors
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+mkDefaultMethodIds :: [TyThing] -> [Id]
+-- See Note [Default method Ids and Template Haskell]
+mkDefaultMethodIds things
+  = [ mkExportedLocalId dm_name (idType sel_id)
+    | 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 :: [TyCon] -> 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 tycons
+  = ValBindsOut [(NonRecursive, b) | b <- binds] sigs
+  where
+    (sigs, binds) = unzip rec_sels
+    rec_sels = map mkRecSelBind [ (tc,fld) 
+                                       | tc <- tycons
+                               , 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
+    rec_details = RecSelId { sel_tycon = tycon, sel_naughty = is_naughty }
+
+    -- Find a representative constructor, con1
+    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
+    data_ty    = dataConOrigResTy con1
+    data_tvs   = tyVarsOfType data_ty
+    is_naughty = not (tyVarsOfType field_ty `subVarSet` data_tvs)  
+    (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 | 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 (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 }
+    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 | 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)
+
+---------------
+tyConFields :: TyCon -> [FieldLabel]
+tyConFields tc 
+  | isAlgTyCon tc = nub (concatMap dataConFieldLabels (tyConDataCons tc))
+  | otherwise     = []
+\end{code}
+
+Note [Polymorphic selectors]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When a record has a polymorphic field, we pull the foralls out to the front.
+   data T = MkT { f :: forall a. [a] -> a }
+Then f :: forall a. T -> [a] -> a
+NOT  f :: T -> forall a. [a] -> a
+
+This is horrid.  It's only needed in deeply obscure cases, which I hate.
+The only case I know is test tc163, which is worth looking at.  It's far
+from clear that this test should succeed at all!
+
+Note [Naughty record selectors]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+A "naughty" field is one for which we can't define a record 
+selector, because an existential type variable would escape.  For example:
+        data T = forall a. MkT { x,y::a }
+We obviously can't define       
+        x (MkT v _) = v
+Nevertheless we *do* put a RecSelId into the type environment
+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.  Note that this *allows*
+GADT record selectors (Note [GADT record selectors]) whose types may look 
+like     sel :: T [a] -> a
+
+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]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+For GADTs, we require that all constructors with a common field 'f' have the same
+result type (modulo alpha conversion).  [Checked in TcTyClsDecls.checkValidTyCon]
+E.g. 
+        data T where
+          T1 { f :: Maybe a } :: T [a]
+          T2 { f :: Maybe a, y :: b  } :: T [a]
+
+and now the selector takes that result type as its argument:
+   f :: forall a. T [a] -> Maybe a
+
+Details: the "real" types of T1,T2 are:
+   T1 :: forall r a.   (r~[a]) => a -> T r
+   T2 :: forall r a b. (r~[a]) => a -> b -> T r
+
+So the selector loooks like this:
+   f :: forall a. T [a] -> Maybe a
+   f (a:*) (t:T [a])
+     = case t of
+        T1 c   (g:[a]~[c]) (v:Maybe c)       -> v `cast` Maybe (right (sym g))
+         T2 c d (g:[a]~[c]) (v:Maybe c) (w:d) -> v `cast` Maybe (right (sym g))
+
+Note the forall'd tyvars of the selector are just the free tyvars
+of the result type; there may be other tyvars in the constructor's
+type (e.g. 'b' in T2).
+
+Note the need for casts in the result!
+
+Note [Selector running example]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+It's OK to combine GADTs and type families.  Here's a running example:
+
+        data instance T [a] where 
+          T1 { fld :: b } :: T [Maybe b]
+
+The representation type looks like this
+        data :R7T a where
+          T1 { fld :: b } :: :R7T (Maybe b)
+
+and there's coercion from the family type to the representation type
+        :CoR7T a :: T [a] ~ :R7T a
+
+The selector we want for fld looks like this:
+
+        fld :: forall b. T [Maybe b] -> b
+        fld = /\b. \(d::T [Maybe b]).
+              case d `cast` :CoR7T (Maybe b) of 
+                T1 (x::b) -> x
+
+The scrutinee of the case has type :R7T (Maybe b), which can be
+gotten by appying the eq_spec to the univ_tvs of the data con.
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Error messages
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
----------------------------------------------------------------------
+\begin{code}
+resultTypeMisMatch :: Name -> DataCon -> DataCon -> SDoc
 resultTypeMisMatch field_name con1 con2
-  = vcat [sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
-               ptext SLIT("have a common field") <+> quotes (ppr field_name) <> comma],
-         nest 2 $ ptext SLIT("but have different result types")]
+  = vcat [sep [ptext (sLit "Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext (sLit "and") <+> ppr con2, 
+               ptext (sLit "have a common field") <+> quotes (ppr field_name) <> comma],
+         nest 2 $ ptext (sLit "but have different result types")]
+
+fieldTypeMisMatch :: Name -> DataCon -> DataCon -> SDoc
 fieldTypeMisMatch field_name con1 con2
-  = sep [ptext SLIT("Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext SLIT("and") <+> ppr con2, 
-        ptext SLIT("give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
+  = sep [ptext (sLit "Constructors") <+> ppr con1 <+> ptext (sLit "and") <+> ppr con2, 
+        ptext (sLit "give different types for field"), quotes (ppr field_name)]
 
-dataConCtxt con = ptext SLIT("In the definition of data constructor") <+> quotes (ppr con)
+dataConCtxt :: Outputable a => a -> SDoc
+dataConCtxt con = ptext (sLit "In the definition of data constructor") <+> quotes (ppr con)
 
-classOpCtxt sel_id tau = sep [ptext SLIT("When checking the class method:"),
+classOpCtxt :: Var -> Type -> SDoc
+classOpCtxt sel_id tau = sep [ptext (sLit "When checking the class method:"),
                              nest 2 (ppr sel_id <+> dcolon <+> ppr tau)]
 
+nullaryClassErr :: Class -> SDoc
 nullaryClassErr cls
-  = ptext SLIT("No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
+  = ptext (sLit "No parameters for class")  <+> quotes (ppr cls)
 
+classArityErr :: Class -> SDoc
 classArityErr cls
-  = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
-         parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
+  = vcat [ptext (sLit "Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
+         parens (ptext (sLit "Use -XMultiParamTypeClasses to allow multi-parameter classes"))]
+
+classFunDepsErr :: Class -> SDoc
+classFunDepsErr cls
+  = vcat [ptext (sLit "Fundeps in class") <+> quotes (ppr cls),
+         parens (ptext (sLit "Use -XFunctionalDependencies to allow fundeps"))]
 
+noClassTyVarErr :: Class -> Var -> SDoc
 noClassTyVarErr clas op
-  = sep [ptext SLIT("The class method") <+> quotes (ppr op),
-        ptext SLIT("mentions none of the type variables of the class") <+> 
+  = 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 :: Class -> SDoc
 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, lists, and tuples")])
+  = ptext (sLit "The multi-parameter class") <+> quotes (ppr clas) <+> 
+    ptext (sLit "cannot have generic methods")
 
+recSynErr :: [LTyClDecl Name] -> TcRn ()
 recSynErr syn_decls
   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
-    addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in type synonym declarations:"),
+    addErr (sep [ptext (sLit "Cycle in type synonym declarations:"),
                 nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
   where
     sorted_decls = sortLocated syn_decls
     ppr_decl (L loc decl) = ppr loc <> colon <+> ppr decl
 
+recClsErr :: [Located (TyClDecl Name)] -> TcRn ()
 recClsErr cls_decls
   = setSrcSpan (getLoc (head sorted_decls)) $
-    addErr (sep [ptext SLIT("Cycle in class declarations (via superclasses):"),
+    addErr (sep [ptext (sLit "Cycle in class declarations (via superclasses):"),
                 nest 2 (vcat (map ppr_decl sorted_decls))])
   where
     sorted_decls = sortLocated cls_decls
@@ -1134,73 +1286,66 @@ sortLocated things = sortLe le things
   where
     le (L l1 _) (L l2 _) = l1 <= l2
 
-badDataConTyCon data_con
-  = hang (ptext SLIT("Data constructor") <+> quotes (ppr data_con) <+>
-               ptext SLIT("returns type") <+> quotes (ppr (dataConTyCon data_con)))
-       2 (ptext SLIT("instead of its parent type"))
+badDataConTyCon :: DataCon -> Type -> Type -> SDoc
+badDataConTyCon data_con res_ty_tmpl actual_res_ty
+  = hang (ptext (sLit "Data constructor") <+> quotes (ppr data_con) <+>
+               ptext (sLit "returns type") <+> quotes (ppr actual_res_ty))
+       2 (ptext (sLit "instead of an instance of its parent type") <+> quotes (ppr res_ty_tmpl))
 
+badGadtDecl :: Name -> SDoc
 badGadtDecl tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+> quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow GADTs")) ]
+  = vcat [ ptext (sLit "Illegal generalised algebraic data declaration for") <+> quotes (ppr tc_name)
+        , nest 2 (parens $ ptext (sLit "Use -XGADTs to allow GADTs")) ]
+
+badExistential :: Located Name -> SDoc
+badExistential con_name
+  = hang (ptext (sLit "Data constructor") <+> quotes (ppr con_name) <+>
+               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
 badStupidTheta tc_name
-  = ptext SLIT("A data type declared in GADT style cannot have a context:") <+> quotes (ppr tc_name)
+  = ptext (sLit "A data type declared in GADT style cannot have a context:") <+> quotes (ppr tc_name)
 
+newtypeConError :: Name -> Int -> SDoc
 newtypeConError tycon n
-  = sep [ptext SLIT("A newtype must have exactly one constructor,"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n ]
+  = sep [ptext (sLit "A newtype must have exactly one constructor,"),
+        nest 2 $ ptext (sLit "but") <+> quotes (ppr tycon) <+> ptext (sLit "has") <+> speakN n ]
 
+newtypeExError :: DataCon -> SDoc
 newtypeExError con
-  = sep [ptext SLIT("A newtype constructor cannot have an existential context,"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does")]
+  = sep [ptext (sLit "A newtype constructor cannot have an existential context,"),
+        nest 2 $ ptext (sLit "but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "does")]
 
+newtypeStrictError :: DataCon -> SDoc
 newtypeStrictError con
-  = sep [ptext SLIT("A newtype constructor cannot have a strictness annotation,"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does")]
+  = sep [ptext (sLit "A newtype constructor cannot have a strictness annotation,"),
+        nest 2 $ ptext (sLit "but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "does")]
 
+newtypePredError :: DataCon -> SDoc
 newtypePredError con
-  = sep [ptext SLIT("A newtype constructor must have a return type of form T a1 ... an"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does not")]
+  = sep [ptext (sLit "A newtype constructor must have a return type of form T a1 ... an"),
+        nest 2 $ ptext (sLit "but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext (sLit "does not")]
 
+newtypeFieldErr :: DataCon -> Int -> SDoc
 newtypeFieldErr con_name n_flds
-  = sep [ptext SLIT("The constructor of a newtype must have exactly one field"), 
-        nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con_name) <+> ptext SLIT("has") <+> speakN n_flds]
+  = sep [ptext (sLit "The constructor of a newtype must have exactly one field"), 
+        nest 2 $ ptext (sLit "but") <+> quotes (ppr con_name) <+> ptext (sLit "has") <+> speakN n_flds]
 
+badSigTyDecl :: Name -> SDoc
 badSigTyDecl tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal kind signature") <+>
+  = vcat [ ptext (sLit "Illegal kind signature") <+>
           quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow kind signatures")) ]
+        , nest 2 (parens $ ptext (sLit "Use -XKindSignatures to allow kind signatures")) ]
 
+badFamInstDecl :: Outputable a => a -> SDoc
 badFamInstDecl tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal family instance for") <+>
+  = vcat [ ptext (sLit "Illegal family instance for") <+>
           quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -ftype-families to allow indexed type families")) ]
-
-badGadtIdxTyDecl tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal generalised algebraic data declaration for") <+>
-          quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Family instances can not yet use GADT declarations")) ]
-
-tooManyParmsErr tc_name
-  = ptext SLIT("Family instance has too many parameters:") <+> 
-    quotes (ppr tc_name)
-
-tooFewParmsErr tc_name
-  = ptext SLIT("Family instance has too few parameters:") <+> 
-    quotes (ppr tc_name)
-
-badBootFamInstDeclErr = 
-  ptext SLIT("Illegal family instance in hs-boot file")
-
-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")
-                | otherwise = pprPanic "wrongKindOfFamily" (ppr family)
+        , nest 2 (parens $ ptext (sLit "Use -XTypeFamilies to allow indexed type families")) ]
 
+emptyConDeclsErr :: Name -> SDoc
 emptyConDeclsErr tycon
-  = sep [quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no constructors"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("(-fglasgow-exts permits this)")]
+  = sep [quotes (ppr tycon) <+> ptext (sLit "has no constructors"),
+        nest 2 $ ptext (sLit "(-XEmptyDataDecls permits this)")]
 \end{code}