Ignore UNPACK pragmas with OmitInterfacePragmas is on (fixes Trac #5252)
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
index 75d582e..ca4f2c5 100644 (file)
@@ -1,68 +1,56 @@
 %
+% (c) The University of Glasgow 2006
 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1996-1998
 %
-\section[TcTyClsDecls]{Typecheck type and class declarations}
+
+TcTyClsDecls: Typecheck type and class declarations
 
 \begin{code}
 module TcTyClsDecls (
-       tcTyAndClassDecls
+       tcTyAndClassDecls, kcDataDecl, tcConDecls, mkRecSelBinds,
+        checkValidTyCon, dataDeclChecks, badFamInstDecl
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import HsSyn           ( TyClDecl(..),  HsConDetails(..), HsTyVarBndr(..),
-                         ConDecl(..),   Sig(..), NewOrData(..), ResType(..),
-                         tyClDeclTyVars, isSynDecl, hsConArgs,
-                         LTyClDecl, tcdName, hsTyVarName, LHsTyVarBndr
-                       )
-import HsTypes          ( HsBang(..), getBangStrictness )
-import BasicTypes      ( RecFlag(..), StrictnessMark(..) )
-import HscTypes                ( implicitTyThings, ModDetails )
-import BuildTyCl       ( buildClass, buildAlgTyCon, buildSynTyCon, buildDataCon,
-                         mkDataTyConRhs, mkNewTyConRhs )
+import HsSyn
+import HscTypes
+import BuildTyCl
+import TcUnify
 import TcRnMonad
-import TcEnv           ( TyThing(..), 
-                         tcLookupLocated, tcLookupLocatedGlobal, 
-                         tcExtendGlobalEnv, tcExtendKindEnv, tcExtendKindEnvTvs,
-                         tcExtendRecEnv, tcLookupTyVar )
-import TcTyDecls       ( calcTyConArgVrcs, calcRecFlags, calcClassCycles, calcSynCycles )
-import TcClassDcl      ( tcClassSigs, tcAddDeclCtxt )
-import TcHsType                ( kcHsTyVars, kcHsLiftedSigType, kcHsType, 
-                         kcHsContext, tcTyVarBndrs, tcHsKindedType, tcHsKindedContext,
-                         kcHsSigType, tcHsBangType, tcLHsConResTy, tcDataKindSig )
-import TcMType         ( newKindVar, checkValidTheta, checkValidType, 
-                         -- checkFreeness, 
-                         UserTypeCtxt(..), SourceTyCtxt(..) ) 
-import TcType          ( TcKind, TcType, tyVarsOfType, mkPhiTy,
-                         mkArrowKind, liftedTypeKind, mkTyVarTys, 
-                         tcSplitSigmaTy, tcEqTypes, tcGetTyVar_maybe )
-import Type            ( splitTyConApp_maybe, 
-                         -- pprParendType, pprThetaArrow
-                       )
-import Kind            ( mkArrowKinds, splitKindFunTys )
-import Generics                ( validGenericMethodType, canDoGenerics )
-import Class           ( Class, className, classTyCon, DefMeth(..), classBigSig, classTyVars )
-import TyCon           ( TyCon, ArgVrcs, AlgTyConRhs( AbstractTyCon ),
-                         tyConDataCons, mkForeignTyCon, isProductTyCon, isRecursiveTyCon,
-                         tyConStupidTheta, synTyConRhs, isSynTyCon, tyConName )
-import DataCon         ( DataCon, dataConWrapId, dataConName, 
-                         dataConFieldLabels, dataConTyCon,
-                         dataConTyVars, dataConFieldType, dataConResTys )
-import Var             ( TyVar, idType, idName )
-import VarSet          ( elemVarSet, mkVarSet )
-import Name            ( Name, getSrcLoc )
+import TcEnv
+import TcTyDecls
+import TcClassDcl
+import TcHsType
+import TcMType
+import TcType
+import TysWiredIn      ( unitTy )
+import Type
+import Class
+import TyCon
+import DataCon
+import Id
+import MkCore          ( rEC_SEL_ERROR_ID )
+import IdInfo
+import Var
+import VarSet
+import Name
+import NameEnv
 import Outputable
-import Maybe           ( isJust )
-import Maybes          ( expectJust )
-import Unify           ( tcMatchTys, tcMatchTyX )
-import Util            ( zipLazy, isSingleton, notNull, sortLe )
-import List            ( partition )
-import SrcLoc          ( Located(..), unLoc, getLoc, srcLocSpan )
-import ListSetOps      ( equivClasses )
-import List            ( delete )
-import Digraph         ( SCC(..) )
-import DynFlags                ( DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_Generics, 
-                                       Opt_UnboxStrictFields ) )
+import Maybes
+import Unify
+import Util
+import SrcLoc
+import ListSetOps
+import Digraph
+import DynFlags
+import FastString
+import Unique          ( mkBuiltinUnique )
+import BasicTypes
+
+import Bag
+import Control.Monad
+import Data.List
 \end{code}
 
 
@@ -72,115 +60,80 @@ import DynFlags            ( DynFlag( Opt_GlasgowExts, Opt_Generics,
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-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.
-
+\begin{code}
 
-The knot-tying parameters: @rec_details_list@ is an alist mapping @Name@s to
-@TyThing@s.  @rec_vrcs@ is a finite map from @Name@s to @ArgVrcs@s.
+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
 
-\begin{code}
-tcTyAndClassDecls :: ModDetails -> [LTyClDecl Name]
-                  -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
-                                       -- and their implicit Ids,DataCons
-tcTyAndClassDecls boot_details decls
-  = do {       -- 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 { -- Calculate variances and rec-flag
-                     ; (syn_decls, alg_decls) = partition (isSynDecl . unLoc) 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_decls rec_alg_tyclss }
-               ; tcExtendRecEnv gbl_things $ do
-
-                       -- Kind-check the declarations
-               { (kc_syn_decls, kc_alg_decls) <- kcTyClDecls syn_decls alg_decls
-
-               ; let { calc_vrcs = calcTyConArgVrcs (rec_syn_tycons ++ rec_alg_tyclss)
-                     ; calc_rec  = calcRecFlags boot_details rec_alg_tyclss
-                     ; tc_decl   = addLocM (tcTyClDecl calc_vrcs calc_rec) }
-                       -- Type-check the type synonyms, and extend the envt
-               ; syn_tycons <- tcSynDecls calc_vrcs 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, 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")
-   
        -- 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
-       ; let { implicit_things = concatMap implicitTyThings alg_tyclss }
-       ; traceTc ((text "Adding" <+> ppr alg_tyclss) $$ (text "and" <+> ppr implicit_things))
-       ; tcExtendGlobalEnv implicit_things getGblEnv
-    }}
-
-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)
+       -- 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 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}
 
 
@@ -190,6 +143,25 @@ mkGlobalThings decls things
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+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:
 
@@ -212,70 +184,101 @@ So we must infer their kinds from their right-hand sides *first* and then
 use them, whereas for the mutually recursive data types D we bring into
 scope kind bindings D -> k, where k is a kind variable, and do inference.
 
+Type families
+~~~~~~~~~~~~~
+This treatment of type synonyms only applies to Haskell 98-style synonyms.
+General type functions can be recursive, and hence, appear in `alg_decls'.
+
+The kind of a type family is solely determinded by its kind signature;
+hence, only kind signatures participate in the construction of the initial
+kind environment (as constructed by `getInitialKind').  In fact, we ignore
+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 and class, mapping them to a type variable
-         alg_kinds <- mappM getInitialKind alg_decls
-       ; 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 and class declarations, 
-               -- returning kind-annotated decls
-       { kc_alg_decls <- mappM (wrapLocM kcTyClDecl) 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
+    flatten decl@(L _ (ClassDecl {tcdATs = ats})) = decl : ats
+    flatten decl                                 = [decl]
 
-------------------------------------------------------------------------
 getInitialKind :: LTyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
--- Only for data type and class declarations
--- Get as much info as possible from the data or class decl,
+-- 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 (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 (TyData { tcdKindSig = Just 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)) })
 
@@ -283,57 +286,37 @@ 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)
 
-kcTyClDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
-  = kcTyClDeclBody decl        $ \ tvs' ->
-    do { ctxt' <- kcHsContext ctxt     
-       ; cons' <- mappM (wrapLocM kc_con_decl) cons
-       ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdCons = cons'}) }
-  where
-    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')
-
-    kc_con_details (PrefixCon btys) 
-       = do { btys' <- mappM kc_larg_ty btys ; return (PrefixCon btys') }
-    kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) 
-       = do { bty1' <- kc_larg_ty bty1; bty2' <- kc_larg_ty bty2; return (InfixCon bty1' bty2') }
-    kc_con_details (RecCon fields) 
-       = do { fields' <- mappM kc_field fields; return (RecCon fields') }
-
-    kc_field (fld, bty) = do { bty' <- kc_larg_ty bty ; return (fld, bty') }
+kcTyClDecl decl@(TyData {})
+  = ASSERT( not . isFamInstDecl $ decl )   -- must not be a family instance
+    kcTyClDeclBody decl        $
+      kcDataDecl decl
 
-    kc_larg_ty bty = case new_or_data of
-                       DataType -> kcHsSigType bty
-                       NewType  -> kcHsLiftedSigType bty
-       -- 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
+kcTyClDecl decl@(TyFamily {})
+  = kcFamilyDecl [] decl      -- the empty list signals a toplevel decl      
 
-kcTyClDecl decl@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt,  tcdSigs = sigs})
+kcTyClDecl decl@(ClassDecl {tcdCtxt = ctxt, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats})
   = kcTyClDeclBody decl        $ \ tvs' ->
-    do { is_boot <- tcIsHsBoot
-       ; ctxt' <- kcHsContext ctxt     
-       ; sigs' <- mappM (wrapLocM kc_sig) sigs
-       ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = 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
@@ -341,17 +324,90 @@ kcTyClDeclBody :: TyClDecl Name
 -- Unpack it, and attribute those kinds to the type variables
 -- Extend the env with bindings for the tyvars, taken from
 -- the kind of the tycon/class.  Give it to the thing inside, and 
- -- check the result kind matches
+-- check the result kind matches
 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
+-- kinded type variables are also passed as the second parameter).
+--
+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' <- 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 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 
+             ; return (PrefixCon btys') }
+    kc_con_details (InfixCon bty1 bty2) 
+       = do { bty1' <- kc_larg_ty bty1
+             ; bty2' <- kc_larg_ty bty2
+             ; return (InfixCon bty1' bty2') }
+    kc_con_details (RecCon fields) 
+       = do { fields' <- mapM kc_field fields
+             ; return (RecCon fields') }
+
+    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
+                       NewType  -> kcHsLiftedSigType bty
+       -- 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}
 
 
@@ -362,210 +418,370 @@ kcTyClDeclBody decl thing_inside
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-tcSynDecls :: (Name -> ArgVrcs) -> [LTyClDecl Name] -> TcM [TyThing]
-tcSynDecls calc_vrcs [] = return []
-tcSynDecls calc_vrcs (decl : decls) 
-  = do { syn_tc <- addLocM (tcSynDecl calc_vrcs) decl
-       ; syn_tcs <- tcExtendGlobalEnv [syn_tc] (tcSynDecls calc_vrcs decls)
-       ; return (syn_tc : syn_tcs) }
-
-tcSynDecl calc_vrcs 
-  (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
-    ; return (ATyCon (buildSynTyCon tc_name tvs' rhs_ty' (calc_vrcs tc_name))) }
+tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> LTyClDecl Name -> TcM [TyThing]
+
+tcTyClDecl calc_isrec (L loc decl)
+  = setSrcSpan loc $ tcAddDeclCtxt decl $
+    tcTyClDecl1 NoParentTyCon calc_isrec decl
+
+  -- "type family" declarations
+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 "type family:" (ppr tc_name) 
+
+       -- 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' SynFamilyTyCon kind parent Nothing
+  ; return [ATyCon tycon]
+  }
+
+  -- "data family" declaration
+tcTyClDecl1 parent _calc_isrec 
+  (TyFamily {tcdFlavour = DataFamily, 
+            tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = mb_kind})
+  = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
+  { traceTc "data family:" (ppr tc_name) 
+  ; extra_tvs <- tcDataKindSig mb_kind
+  ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs    -- we may not need these
 
---------------------
-tcTyClDecl :: (Name -> ArgVrcs) -> (Name -> RecFlag) 
-          -> TyClDecl Name -> TcM TyThing
 
-tcTyClDecl calc_vrcs calc_isrec decl
-  = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec decl)
+       -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
+  ; idx_tys <- xoptM Opt_TypeFamilies
+  ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
-tcTyClDecl1 calc_vrcs calc_isrec 
+  ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
+               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"
+  -- 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?
+  ; 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 (gla_exts || 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)
 
-       -- Check that there's at least one condecl,
-       -- or else we're reading an interface 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 new_or_data 
-                                                tycon final_tvs)) 
-                            cons
-       ; let tc_rhs 
-               | null cons && is_boot  -- In a hs-boot file, empty cons means
-               = AbstractTyCon         -- "don't know"; hence Abstract
-               | otherwise
-               = case new_or_data of
-                       DataType -> mkDataTyConRhs data_cons
-                       NewType  -> ASSERT( isSingleton data_cons )
-                                   mkNewTyConRhs tycon (head data_cons)
-       ; buildAlgTyCon tc_name final_tvs stupid_theta tc_rhs arg_vrcs is_rec
-                       (want_generic && canDoGenerics data_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( not (null data_cons) )
+                               mkNewTyConRhs tc_name tycon (head data_cons)
+       ; buildAlgTyCon tc_name final_tvs stupid_theta tc_rhs is_rec
+           (not h98_syntax) NoParentTyCon Nothing
        })
-  ; return (ATyCon tycon)
+  ; return [ATyCon tycon]
   }
   where
-    arg_vrcs = calc_vrcs tc_name
     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_vrcs calc_isrec 
+tcTyClDecl1 _parent calc_isrec 
   (ClassDecl {tcdLName = L _ class_name, tcdTyVars = tvs, 
              tcdCtxt = ctxt, tcdMeths = meths,
-             tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs} )
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+             tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats} )
+  = ASSERT( isNoParent _parent )
+    tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
   { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
-  ; fds' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
-  ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
-  ; clas <- fixM (\ clas ->
-               let     -- This little knot is just so we can get
+  ; 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 and variance
+                       -- need to look up its recursiveness
                    tycon_name = tyConName (classTyCon clas)
                    tc_isrec = calc_isrec tycon_name
-                   tc_vrcs  = calc_vrcs  tycon_name
-               in
-               buildClass class_name tvs' ctxt' fds' 
-                          sig_stuff tc_isrec tc_vrcs)
-  ; return (AClass clas) }
+           ; 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') }
 
-
-tcTyClDecl1 calc_vrcs 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)]
 
------------------------------------
-tcConDecl :: Bool              -- True <=> -funbox-strict_fields
-         -> NewOrData -> TyCon -> [TyVar]
-         -> ConDecl Name -> TcM DataCon
-
-tcConDecl unbox_strict NewType tycon tc_tvs    -- Newtypes
-         (ConDecl name _ ex_tvs ex_ctxt details ResTyH98)
-  = do { let tc_datacon field_lbls arg_ty
-               = do { arg_ty' <- tcHsKindedType arg_ty -- No bang on newtype
-                    ; buildDataCon (unLoc name) False {- Prefix -} 
-                                   True {- Vanilla -} [NotMarkedStrict]
-                                   (map unLoc field_lbls)
-                                   tc_tvs [] [arg_ty']
-                                   tycon (mkTyVarTys tc_tvs) }
-
-               -- Check that a newtype has no existential stuff
-       ; checkTc (null ex_tvs && null (unLoc ex_ctxt)) (newtypeExError name)
-
-       ; case details of
-           PrefixCon [arg_ty] -> tc_datacon [] arg_ty
-           RecCon [(field_lbl, arg_ty)] -> tc_datacon [field_lbl] arg_ty
-           other -> failWithTc (newtypeFieldErr name (length (hsConArgs details)))
-                       -- Check that the constructor has exactly one field
-       }
+tcTyClDecl1 _ _ d = pprPanic "tcTyClDecl1" (ppr d)
 
-tcConDecl unbox_strict DataType tycon tc_tvs   -- Data types
-         (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty)
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
-    { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
-    ; (data_tc, res_ty_args) <- tcResultType tycon tc_tvs res_ty
-    ; let 
-       con_tvs = case res_ty of
-                   ResTyH98    -> tc_tvs ++ tvs'
-                   ResTyGADT _ -> tryVanilla tvs' res_ty_args
+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)
 
-       -- Vanilla iff result type matches the quantified vars exactly,
-       -- and there is no existential context
-       -- Must check the context too because of implicit params; e.g.
-       --      data T = (?x::Int) => MkT Int
-       is_vanilla = res_ty_args `tcEqTypes` mkTyVarTys con_tvs
-                    && null (unLoc ctxt)
+          -- 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) }
+    
+-----------------------------------
+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 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
+    ; checkTc (existential_ok || conRepresentibleWithH98Syntax con)
+             (badExistential name)
+    ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, res_ty') <- tcResultType res_tmpl tvs' res_ty
+    ; let 
        tc_datacon is_infix field_lbls btys
-         = do { let bangs = map getBangStrictness btys
-              ; arg_tys <- mappM tcHsBangType btys
-              ; buildDataCon (unLoc name) is_infix is_vanilla
-                   (argStrictness unbox_strict tycon bangs arg_tys)
-                   (map unLoc field_lbls)
-                   con_tvs ctxt' arg_tys
-                   data_tc res_ty_args }
-               -- 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.
+         = do { (arg_tys, stricts) <- mapAndUnzipM tcConArg btys
+              ; buildDataCon (unLoc name) is_infix
+                   stricts field_lbls
+                   univ_tvs ex_tvs eq_preds ctxt' arg_tys
+                   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.
 
     ; case details of
        PrefixCon btys     -> tc_datacon False [] btys
        InfixCon bty1 bty2 -> tc_datacon True  [] [bty1,bty2]
        RecCon fields      -> tc_datacon False field_names btys
                           where
-                             (field_names, btys) = unzip fields
-                              
+                             field_names = map (unLoc . cd_fld_name) fields
+                             btys        = map cd_fld_type fields
     }
 
-tcResultType :: TyCon -> [TyVar] -> ResType Name -> TcM (TyCon, [TcType])
-tcResultType tycon tvs ResTyH98           = return (tycon, mkTyVarTys tvs)
-tcResultType _     _   (ResTyGADT res_ty) = tcLHsConResTy res_ty
-
-tryVanilla :: [TyVar] -> [TcType] -> [TyVar]
--- (tryVanilla tvs tys) returns a permutation of tvs.
--- It tries to re-order the tvs so that it exactly 
--- matches the [Type], if that is possible
-tryVanilla tvs (ty:tys) | Just tv <- tcGetTyVar_maybe ty       -- The type is a tyvar
-                       , tv `elem` tvs                         -- That tyvar is in the list
-                       = tv : tryVanilla (delete tv tvs) tys
-tryVanilla tvs tys = tvs       -- Fall through case
-
+-- 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
+                    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 (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 (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
+       --      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
+
+       ; return (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, res_ty') }
+  where
+       -- 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)
+    (_, 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) 
+
+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
 
 -------------------
-argStrictness :: Bool          -- True <=> -funbox-strict_fields
-             -> TyCon -> [HsBang]
-             -> [TcType] -> [StrictnessMark]
-argStrictness unbox_strict tycon bangs arg_tys
- = ASSERT( length bangs == length arg_tys )
-   zipWith (chooseBoxingStrategy unbox_strict tycon) arg_tys bangs
+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
 --   (ii) The field is marked '!', and the -funbox-strict-fields flag is on.
-
-chooseBoxingStrategy :: Bool -> TyCon -> TcType -> HsBang -> StrictnessMark
-chooseBoxingStrategy unbox_strict_fields tycon arg_ty bang
+--
+-- We have turned off unboxing of newtypes because coercions make unboxing 
+-- and reboxing more complicated
+chooseBoxingStrategy :: TcType -> HsBang -> TcM HsBang
+chooseBoxingStrategy arg_ty bang
   = case bang of
-       HsNoBang                                    -> NotMarkedStrict
-       HsStrict | unbox_strict_fields && can_unbox -> MarkedUnboxed
-       HsUnbox  | can_unbox                        -> 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
-    can_unbox = case splitTyConApp_maybe arg_ty of
-                  Nothing             -> False
-                  Just (arg_tycon, _) -> not (isRecursiveTyCon tycon) &&
-                                         isProductTyCon arg_tycon
+    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!
+       data T = MkT !T Int
+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
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
@@ -573,12 +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
@@ -590,11 +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)        
        }
 
 -------------------------
@@ -604,25 +824,33 @@ 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
+checkValidTyCon tc 
   | isSynTyCon tc 
-  = checkValidType syn_ctxt syn_rhs
+  = case synTyConRhs tc of
+      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
     name      = tyConName tc
-    syn_rhs   = synTyConRhs tc
     data_cons = tyConDataCons tc
 
     groups = equivClasses cmp_fld (concatMap get_fields data_cons)
@@ -630,15 +858,21 @@ checkValidTyCon tc
     get_fields con = dataConFieldLabels con `zip` repeat con
        -- dataConFieldLabels may return the empty list, which is fine
 
-    -- Note: The complicated checkOne logic below is there to accomodate
-    --       for different return types.  Add res_ty to the mix,
-    --       comparing them in two steps, all for good error messages.
-    --       Plan: Use Unify.tcMatchTys to compare the first candidate's
-    --             result type against other candidates' types (check bothways).
-    --             If they magically agrees, take the substitution and
-    --             apply them to the latter ones, and see if they match perfectly.
-    -- check_fields fields@((first_field_label, field_ty) : other_fields)
-    check_fields fields@((label, con1) : other_fields)
+    -- See Note [GADT record selectors] in MkId.lhs
+    -- We must check (a) that the named field has the same 
+    --                   type in each constructor
+    --               (b) that those constructors have the same result type
+    --
+    -- However, the constructors may have differently named type variable
+    -- and (worse) we don't know how the correspond to each other.  E.g.
+    --     C1 :: forall a b. { f :: a, g :: b } -> T a b
+    --     C2 :: forall d c. { f :: c, g :: c } -> T c d
+    -- 
+    -- So what we do is to ust Unify.tcMatchTys to compare the first candidate's
+    -- 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 ((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
@@ -646,23 +880,26 @@ checkValidTyCon tc
                -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
                -- data type use the same type variables
         where
-        tvs1 = mkVarSet (dataConTyVars con1)
-        res1 = dataConResTys con1
+       (tvs1, _, _, res1) = dataConSig con1
+        ts1 = mkVarSet tvs1
         fty1 = dataConFieldType con1 label
 
         checkOne (_, con2)    -- Do it bothways to ensure they are structurally identical
-           = do { checkFieldCompat label con1 con2 tvs1 res1 res2 fty1 fty2
-                ; checkFieldCompat label con2 con1 tvs2 res2 res1 fty2 fty1 }
+           = do { checkFieldCompat label con1 con2 ts1 res1 res2 fty1 fty2
+                ; checkFieldCompat label con2 con1 ts2 res2 res1 fty2 fty1 }
            where        
-                tvs2 = mkVarSet (dataConTyVars con2)
-               res2 = dataConResTys con2 
+               (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) }
   where
-    mb_subst1 = tcMatchTys tvs1 res1 res2
+    mb_subst1 = tcMatchTy tvs1 res1 res2
     mb_subst2 = tcMatchTyX tvs1 (expectJust "checkFieldCompat" mb_subst1) fty1 fty2
 
 -------------------------------
@@ -670,35 +907,63 @@ checkValidDataCon :: TyCon -> DataCon -> TcM ()
 checkValidDataCon tc con
   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))    $
     addErrCtxt (dataConCtxt con)               $ 
-    do { checkTc (dataConTyCon con == tc) (badDataConTyCon con)
-       ; checkValidType ctxt (idType (dataConWrapId con)) }
-
-               -- This checks the argument types and
-               -- ambiguity of the existential context (if any)
-               -- 
-               -- Note [Sept 04] Now that tvs is all the tvs, this
-               -- test doesn't actually check anything
---     ; checkFreeness tvs ex_theta }
+    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)
+       ; when (isNewTyCon tc) (checkNewDataCon con)
+        ; mapM_ check_bang (dataConStrictMarks con `zip` [1..])
+    }
   where
     ctxt = ConArgCtxt (dataConName con) 
---    (tvs, ex_theta, _, _, _) = dataConSig 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 ()
+-- Checks for the data constructor of a newtype
+checkNewDataCon con
+  = do { checkTc (isSingleton arg_tys) (newtypeFieldErr con (length arg_tys))
+               -- One argument
+       ; checkTc (null eq_spec) (newtypePredError con)
+               -- Return type is (T a b c)
+       ; checkTc (null ex_tvs && null theta) (newtypeExError con)
+               -- No existentials
+       ; checkTc (not (any isBanged (dataConStrictMarks con))) 
+                 (newtypeStrictError con)
+               -- No strictness
+    }
+  where
+    (_univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, theta, arg_tys, _res_ty) = dataConFullSig 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
@@ -706,89 +971,311 @@ 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
-               -- the class type variables
-       ; checkTc (any (`elemVarSet` tyVarsOfType tau) tyvars)
+               -- the class type variables...or at least one reachable
+               -- from one of the class variables.  Example: tc223
+               --   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 = 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
@@ -799,28 +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)
 
+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")]
 
-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]
+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")]
+
+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")]
 
+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]
+
+badSigTyDecl :: Name -> SDoc
+badSigTyDecl tc_name
+  = vcat [ ptext (sLit "Illegal kind signature") <+>
+          quotes (ppr tc_name)
+        , 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") <+>
+          quotes (ppr tc_name)
+        , 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}