Improve error messages from type-checking data constructors
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcTyClsDecls.lhs
index 834bedc..f3abbe9 100644 (file)
@@ -6,8 +6,15 @@
 TcTyClsDecls: Typecheck type and class declarations
 
 \begin{code}
+{-# OPTIONS -w #-}
+-- The above warning supression flag is a temporary kludge.
+-- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
+-- any warnings in the module. See
+--     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
+-- for details
+
 module TcTyClsDecls (
-       tcTyAndClassDecls, tcIdxTyInstDecl
+       tcTyAndClassDecls, tcFamInstDecl
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
@@ -17,6 +24,7 @@ import HsTypes
 import BasicTypes
 import HscTypes
 import BuildTyCl
+import TcUnify
 import TcRnMonad
 import TcEnv
 import TcTyDecls
@@ -44,7 +52,8 @@ import ListSetOps
 import Digraph
 import DynFlags
 
-import Data.List        ( partition, elemIndex )
+import Data.List
+import Control.Monad    ( mplus )
 \end{code}
 
 
@@ -131,10 +140,14 @@ indeed type families).  I think.
 tcTyAndClassDecls :: ModDetails -> [LTyClDecl Name]
                   -> TcM TcGblEnv      -- Input env extended by types and classes 
                                        -- and their implicit Ids,DataCons
+-- Fails if there are any errors
+
 tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
-  = do {       -- Omit instances of indexed types; they are handled together
+  = checkNoErrs $      -- The code recovers internally, but if anything gave rise to
+                       -- an error we'd better stop now, to avoid a cascade
+    do {       -- Omit instances of type families; they are handled together
                -- with the *heads* of class instances
-        ; let decls = filter (not . isIdxTyDecl . unLoc) allDecls
+        ; let decls = filter (not . isFamInstDecl . unLoc) allDecls
 
                -- First check for cyclic type synonysm or classes
                -- See notes with checkCycleErrs
@@ -173,7 +186,7 @@ tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
                ; tcExtendGlobalEnv syn_tycons $ do
 
                        -- Type-check the data types and classes
-               { alg_tyclss <- mappM tc_decl kc_alg_decls
+               { alg_tyclss <- mapM tc_decl kc_alg_decls
                ; return (syn_tycons, concat alg_tyclss)
            }}})
        -- Finished with knot-tying now
@@ -182,7 +195,7 @@ tcTyAndClassDecls boot_details allDecls
 
        -- Perform the validity check
        { traceTc (text "ready for validity check")
-       ; mappM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
+       ; mapM_ (addLocM checkValidTyCl) decls
        ; traceTc (text "done")
    
        -- Add the implicit things;
@@ -222,59 +235,74 @@ mkGlobalThings decls things
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Type checking instances of indexed types}
+\subsection{Type checking family instances}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-Instances of indexed types 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).
+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).
 
 \begin{code}
-tcIdxTyInstDecl :: LTyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
-tcIdxTyInstDecl (L loc decl)
+tcFamInstDecl :: LTyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
+tcFamInstDecl (L loc decl)
   =    -- Prime error recovery, set source location
-    recoverM (returnM Nothing)                 $
+    recoverM (return Nothing)                  $
     setSrcSpan loc                             $
     tcAddDeclCtxt decl                         $
-    do { -- indexed data types require -findexed-types and can't be in an
+    do { -- type families require -XTypeFamilies and can't be in an
         -- hs-boot file
-       ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
+       ; type_families <- doptM Opt_TypeFamilies
        ; is_boot  <- tcIsHsBoot          -- Are we compiling an hs-boot file?
-       ; checkTc gla_exts      $ badIdxTyDecl (tcdLName decl)
-       ; checkTc (not is_boot) $ badBootTyIdxDeclErr
+       ; checkTc type_families $ badFamInstDecl (tcdLName decl)
+       ; checkTc (not is_boot) $ badBootFamInstDeclErr
 
         -- perform kind and type checking
-       ; tcIdxTyInstDecl1 decl
+       ; tcFamInstDecl1 decl
        }
 
-tcIdxTyInstDecl1 :: TyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
+tcFamInstDecl1 :: TyClDecl Name -> TcM (Maybe TyThing)   -- Nothing if error
 
-tcIdxTyInstDecl1 (decl@TySynonym {})
+  -- "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
+       ; -- (1) kind check the right-hand side of the type equation
        ; k_rhs <- kcCheckHsType (tcdSynRhs decl) resKind
 
+         -- we need the exact same number of type parameters as the family
+         -- declaration 
+       ; let famArity = tyConArity family
+       ; checkTc (length k_typats == famArity) $ 
+           wrongNumberOfParmsErr famArity
+
          -- (2) type check type equation
        ; tcTyVarBndrs k_tvs $ \t_tvs -> do {  -- turn kinded into proper tyvars
-       ; t_typats <- mappM tcHsKindedType k_typats
+       ; t_typats <- mapM tcHsKindedType k_typats
        ; t_rhs    <- tcHsKindedType k_rhs
 
-         -- !!!of the form: forall t_tvs. (tcdLName decl) t_typats = t_rhs
-       ; return Nothing     -- !!!TODO: need TyThing for indexed synonym
+         -- (3) check that 
+         --     - check the well-formedness of the instance
+       ; checkValidTypeInst t_typats t_rhs
+
+         -- (4) 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)
        }}
-      
-tcIdxTyInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
-                              tcdCons = cons})
+
+  -- "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 (new_or_data == NewType  && isNewTyCon  family ||
-                new_or_data == DataType && isDataTyCon family) $
+        unless (isAlgTyCon family) $
           addErr (wrongKindOfFamily family)
 
        ; -- (1) kind check the data declaration as usual
@@ -283,32 +311,40 @@ tcIdxTyInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
             k_cons = tcdCons k_decl
 
          -- result kind must be '*' (otherwise, we have too few patterns)
-       ; checkTc (isLiftedTypeKind resKind) $ tooFewParmsErr tc_name
+       ; checkTc (isLiftedTypeKind resKind) $ tooFewParmsErr (tyConArity family)
 
          -- (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
+         -- kind check the type indexes and the context
+       ; t_typats     <- mapM tcHsKindedType k_typats
+       ; stupid_theta <- tcHsKindedContext k_ctxt
+
+         -- (3) Check that
+         --     - left-hand side contains no type family applications
+         --       (vanilla synonyms are fine, though, and we checked for
+         --       foralls earlier)
+       ; mapM_ checkTyFamFreeness t_typats
+
+        --     - we don't use GADT syntax for indexed types
        ; checkTc h98_syntax (badGadtIdxTyDecl tc_name)
 
-        -- Check that a newtype has exactly one constructor
+        --     - 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
-
-       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name (srcSpanStart loc)
+         -- (4) construct representation tycon
+       ; rep_tc_name <- newFamInstTyConName tc_name loc
+       ; let ex_ok = True      -- Existentials ok for type families!
        ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
-            { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
-                                             tycon t_tvs))
+            { data_cons <- mapM (addLocM (tcConDecl unbox_strict ex_ok 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)
+                  NewType  -> ASSERT( not (null data_cons) )
+                              mkNewTyConRhs rep_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?
@@ -333,7 +369,7 @@ tcIdxTyInstDecl1 (decl@TyData {tcdND = new_or_data, tcdLName = L loc tc_name,
 --
 -- * 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.
+--   check is only required for type synonym instances.
 --
 kcIdxTyPats :: TyClDecl Name
            -> ([LHsTyVarBndr Name] -> [LHsType Name] -> Kind -> TyCon -> TcM a)
@@ -351,7 +387,7 @@ kcIdxTyPats decl thing_inside
 
          -- type functions can have a higher-kinded result
        ; let resultKind = mkArrowKinds (drop (length hs_typats) kinds) resKind
-       ; typats <- TcRnMonad.zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
+       ; typats <- zipWithM kcCheckHsType hs_typats kinds
        ; thing_inside tvs typats resultKind family
        }
   where
@@ -386,16 +422,16 @@ 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.
 
-Indexed Types
+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 an indexed type is solely determinded by its kind signature;
+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 indexed types altogether in the following.  However, we need to
-include the kind signatures of associated types into the construction of the
+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}
@@ -403,7 +439,7 @@ 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
+       ; alg_kinds <- mapM getInitialKind initialKindDecls
        ; tcExtendKindEnv alg_kinds $ do
 
                -- Now kind-check the type synonyms, in dependency order
@@ -419,8 +455,8 @@ kcTyClDecls syn_decls alg_decls
                -- 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 . isIdxTyDecl . unLoc) alg_decls)
+       { kc_alg_decls <- mapM (wrapLocM kcTyClDecl)
+                           (filter (not . isFamInstDecl . unLoc) alg_decls)
 
        ; return (kc_syn_decls, kc_alg_decls) }}}
   where
@@ -428,9 +464,9 @@ kcTyClDecls syn_decls alg_decls
     -- environment
     allDecls (decl@ClassDecl {tcdATs = ats}) = decl : [ at 
                                                      | L _ at <- ats
-                                                     , isKindSigDecl at]
-    allDecls decl | isIdxTyDecl decl         = []
-                 | otherwise                = [decl]
+                                                     , isFamilyDecl at]
+    allDecls decl | isFamInstDecl decl = []
+                 | otherwise          = [decl]
 
 ------------------------------------------------------------------------
 getInitialKind :: TyClDecl Name -> TcM (Name, TcKind)
@@ -445,10 +481,9 @@ getInitialKind decl
     mk_arg_kind (UserTyVar _)        = newKindVar
     mk_arg_kind (KindedTyVar _ kind) = return kind
 
-    mk_res_kind (TyFunction { tcdKind    = kind      }) = return kind
-    mk_res_kind (TyData     { tcdKindSig = Just kind }) = return kind
-       -- On GADT-style and data signature declarations we allow a kind 
-       -- signature
+    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
 
@@ -490,20 +525,19 @@ kcTyClDecl :: TyClDecl Name -> TcM (TyClDecl Name)
        -- Not used for type synonyms (see kcSynDecl)
 
 kcTyClDecl decl@(TyData {})
-  = ASSERT( not . isJust $ tcdTyPats decl )   -- must not be instance of idx ty
+  = ASSERT( not . isFamInstDecl $ decl )   -- must not be a family instance
     kcTyClDeclBody decl        $
       kcDataDecl decl
 
-kcTyClDecl decl@(TyFunction {})
-  = kcTyClDeclBody decl $ \ tvs' ->
-      return (decl {tcdTyVars = tvs'})
+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
+       ; ats'  <- mapM (wrapLocM (kcFamilyDecl tvs')) ats
+       ; sigs' <- mapM (wrapLocM kc_sig) sigs
        ; return (decl {tcdTyVars = tvs', tcdCtxt = ctxt', tcdSigs = sigs',
                        tcdATs = ats'}) }
   where
@@ -541,7 +575,7 @@ 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
@@ -555,13 +589,18 @@ kcDataDecl decl@(TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdCons = cons})
         return (ConDecl name expl ex_tvs' ex_ctxt' details' res' Nothing)
 
     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
@@ -569,6 +608,25 @@ 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
+
+-- 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 _ (KindedTyVar n k))
+      | Just classParmKind <- lookup n classTyKinds = unifyKind k classParmKind
+      | otherwise                                   = return ()
+    classTyKinds = [(n, k) | L _ (KindedTyVar n k) <- classTvs]
+kcFamilyDecl _ decl@(TySynonym {})              -- type family defaults
+  = panic "TcTyClsDecls.kcFamilyDecl: not implemented yet"
 \end{code}
 
 
@@ -586,12 +644,15 @@ tcSynDecls (decl : decls)
        ; syn_tcs <- tcExtendGlobalEnv [syn_tc] (tcSynDecls decls)
        ; return (syn_tc : syn_tcs) }
 
+  -- "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
-    ; return (ATyCon (buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty'))) }
+    ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (SynonymTyCon rhs_ty') Nothing
+    ; return (ATyCon tycon) 
+    }
 
 --------------------
 tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
@@ -599,42 +660,45 @@ tcTyClDecl :: (Name -> RecFlag) -> TyClDecl Name -> TcM [TyThing]
 tcTyClDecl calc_isrec decl
   = tcAddDeclCtxt decl (tcTyClDecl1 calc_isrec decl)
 
-  -- kind signature for a type function
+  -- "type family" declarations
 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
-  (TyFunction {tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = kind})
+  (TyFamily {tcdFlavour = TypeFamily, 
+            tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = Just kind})
+                                                     -- NB: kind at latest
+                                                     --     added during
+                                                     --     kind checking
   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
   { traceTc (text "type family: " <+> ppr tc_name) 
-  ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
+  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
 
-       -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
-  ; checkTc gla_exts $ badSigTyDecl tc_name
+       -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
+  ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
-  ; return [ATyCon $ buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind)]
+  ; tycon <- buildSynTyCon tc_name tvs' (OpenSynTyCon kind Nothing) Nothing
+  ; return [ATyCon tycon]
   }
 
-  -- kind signature for an indexed data type
+  -- "data family" declaration
 tcTyClDecl1 _calc_isrec 
-  (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
-          tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = Just ksig, tcdCons = []})
+  (TyFamily {tcdFlavour = DataFamily, 
+            tcdLName = L _ tc_name, tcdTyVars = tvs, tcdKind = mb_kind})
   = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' -> do 
-  { traceTc (text "data/newtype family: " <+> ppr tc_name) 
-  ; extra_tvs <- tcDataKindSig (Just ksig)
+  { traceTc (text "data family: " <+> ppr tc_name) 
+  ; extra_tvs <- tcDataKindSig mb_kind
   ; let final_tvs = tvs' ++ extra_tvs    -- we may not need these
 
-  ; checkTc (null . unLoc $ ctxt) $ badKindSigCtxt tc_name
-  ; gla_exts <- doptM Opt_IndexedTypes
+  ; idx_tys <- doptM Opt_TypeFamilies
 
-       -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
-  ; checkTc gla_exts $ badSigTyDecl tc_name
+       -- Check that we don't use families without -XTypeFamilies
+  ; checkTc idx_tys $ badFamInstDecl tc_name
 
   ; tycon <- buildAlgTyCon tc_name final_tvs [] 
-              (case new_or_data of
-                 DataType -> OpenDataTyCon
-                 NewType  -> OpenNewTyCon)
-              Recursive False True Nothing
+              mkOpenDataTyConRhs Recursive False True Nothing
   ; return [ATyCon tycon]
   }
 
+  -- "newtype" and "data"
+  -- NB: not used for newtype/data instances (whether associated or not)
 tcTyClDecl1 calc_isrec
   (TyData {tcdND = new_or_data, tcdCtxt = ctxt, tcdTyVars = tvs,
           tcdLName = L _ tc_name, tcdKindSig = mb_ksig, tcdCons = cons})
@@ -644,21 +708,25 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
   ; stupid_theta <- tcHsKindedContext ctxt
   ; want_generic <- doptM Opt_Generics
   ; unbox_strict <- doptM Opt_UnboxStrictFields
-  ; gla_exts     <- doptM Opt_GlasgowExts
+  ; empty_data_decls <- doptM Opt_EmptyDataDecls
+  ; kind_signatures <- doptM Opt_KindSignatures
+  ; existential_ok <- doptM Opt_ExistentialQuantification
+  ; gadt_ok      <- doptM 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)
+  ; checkTc (gadt_ok || h98_syntax) (badGadtDecl tc_name)
 
        -- Check that we don't use kind signatures without Glasgow extensions
-  ; checkTc (gla_exts || isNothing mb_ksig) (badSigTyDecl tc_name)
+  ; checkTc (kind_signatures || 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)
 
        -- 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)
+       -- or else we're reading an hs-boot file, or -XEmptyDataDecls
+  ; checkTc (not (null cons) || empty_data_decls || is_boot)
            (emptyConDeclsErr tc_name)
     
        -- Check that a newtype has exactly one constructor
@@ -666,8 +734,7 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
            (newtypeConError tc_name (length cons))
 
   ; tycon <- fixM (\ tycon -> do 
-       { data_cons <- mappM (addLocM (tcConDecl unbox_strict new_or_data 
-                                                tycon final_tvs)) 
+       { data_cons <- mapM (addLocM (tcConDecl unbox_strict ex_ok tycon final_tvs))
                             cons
        ; tc_rhs <-
            if null cons && is_boot     -- In a hs-boot file, empty cons means
@@ -675,7 +742,7 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
            else case new_or_data of
                   DataType -> return (mkDataTyConRhs data_cons)
                   NewType  -> 
-                       ASSERT( isSingleton data_cons )
+                       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
@@ -694,8 +761,10 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
              tcdFDs = fundeps, tcdSigs = sigs, tcdATs = ats} )
   = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
   { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
-  ; fds' <- mappM (addLocM tc_fundep) fundeps
-  ; atss <- mappM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
+  ; fds' <- mapM (addLocM tc_fundep) fundeps
+  ; atss <- mapM (addLocM (tcTyClDecl1 (const Recursive))) ats
+            -- NB: 'ats' only contains "type family" and "data family"
+            --     declarations as well as type family defaults
   ; let ats' = zipWith setTyThingPoss atss (map (tcdTyVars . unLoc) ats)
   ; sig_stuff <- tcClassSigs class_name sigs meths
   ; clas <- fixM (\ clas ->
@@ -712,8 +781,8 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
       --     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
@@ -732,48 +801,28 @@ tcTyClDecl1 calc_isrec
 
 tcTyClDecl1 calc_isrec 
   (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 
+         -> Bool               -- True <=> -XExistentialQuantificaton or -XGADTs
          -> 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 -} 
-                                   [NotMarkedStrict]
-                                   (map unLoc field_lbls)
-                                   tc_tvs []  -- No existentials
-                                   [] []      -- No equalities, predicates
-                                   [arg_ty']
-                                   tycon }
-
-               -- 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 [HsRecField 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
-       }
-
-tcConDecl unbox_strict DataType tycon tc_tvs   -- Data types
+tcConDecl unbox_strict existential_ok tycon tc_tvs     -- Data types
          (ConDecl name _ tvs ctxt details res_ty _)
-  = tcTyVarBndrs tvs           $ \ tvs' -> do 
+  = addErrCtxt (dataConCtxt name)      $ 
+    tcTyVarBndrs tvs                   $ \ tvs' -> do 
     { ctxt' <- tcHsKindedContext ctxt
+    ; checkTc (existential_ok || (null tvs && null (unLoc ctxt)))
+             (badExistential name)
     ; (univ_tvs, ex_tvs, eq_preds, data_tc) <- tcResultType tycon tc_tvs 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
+              ; arg_tys <- mapM tcHsBangType btys
               ; buildDataCon (unLoc name) is_infix
                    (argStrictness unbox_strict bangs arg_tys)
                    (map unLoc field_lbls)
@@ -788,8 +837,8 @@ tcConDecl unbox_strict DataType 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 cd_fld_name fields
+                             btys        = map cd_fld_type fields
     }
 
 tcResultType :: TyCon
@@ -905,7 +954,7 @@ checkCycleErrs 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
@@ -936,17 +985,17 @@ checkValidTyCon :: TyCon -> TcM ()
 checkValidTyCon tc 
   | isSynTyCon tc 
   = case synTyConRhs tc of
-      OpenSynTyCon _  -> return ()
-      SynonymTyCon ty -> checkValidType syn_ctxt ty
+      OpenSynTyCon _ _ -> 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
@@ -980,23 +1029,23 @@ checkValidTyCon tc
                -- NB: this check assumes that all the constructors of a given
                -- data type use the same type variables
         where
-        tvs1 = mkVarSet (dataConAllTyVars 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 (dataConAllTyVars con2)
-               res2 = dataConResTys con2 
+               (tvs2, _, _, res2) = dataConSig con2
+               ts2 = mkVarSet tvs2
                 fty2 = dataConFieldType con2 label
 
 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
 
 -------------------------------
@@ -1005,25 +1054,49 @@ checkValidDataCon tc con
   = setSrcSpan (srcLocSpan (getSrcLoc con))    $
     addErrCtxt (dataConCtxt con)               $ 
     do { checkTc (dataConTyCon con == tc) (badDataConTyCon con)
-       ; checkValidType ctxt (dataConUserType con) }
+       ; checkValidType ctxt (dataConUserType con)
+       ; checkValidMonoType (dataConOrigResTy con)
+               -- Disallow MkT :: T (forall a. a->a)
+               -- Reason: it's really the argument of an equality constraint
+       ; when (isNewTyCon tc) (checkNewDataCon con)
+    }
   where
     ctxt = ConArgCtxt (dataConName 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 eq_theta && null dict_theta) (newtypeExError con)
+               -- No existentials
+       ; checkTc (not (any isMarkedStrict (dataConStrictMarks con))) 
+                 (newtypeStrictError con)
+               -- No strictness
+    }
+  where
+    (_univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, eq_theta, dict_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 <- doptM Opt_ConstrainedClassMethods
+       ; multi_param_type_classes <- doptM Opt_MultiParamTypeClasses
+       ; fundep_classes <- doptM 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
@@ -1031,16 +1104,17 @@ 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]
 
-    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 (text "class op type" <+> ppr op_ty <+> ppr tau)
        ; checkValidType (FunSigCtxt op_name) tau
 
                -- Check that the type mentions at least one of
@@ -1063,11 +1137,11 @@ checkValidClass cls
          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!
@@ -1092,7 +1166,11 @@ nullaryClassErr cls
 
 classArityErr cls
   = vcat [ptext SLIT("Too many parameters for class") <+> quotes (ppr cls),
-         parens (ptext SLIT("Use -fglasgow-exts to allow multi-parameter classes"))]
+         parens (ptext SLIT("Use -XMultiParamTypeClasses to allow multi-parameter classes"))]
+
+classFunDepsErr cls
+  = vcat [ptext SLIT("Fundeps in class") <+> quotes (ppr cls),
+         parens (ptext SLIT("Use -XFunctionalDependencies to allow fundeps"))]
 
 noClassTyVarErr clas op
   = sep [ptext SLIT("The class method") <+> quotes (ppr op),
@@ -1136,7 +1214,12 @@ badDataConTyCon data_con
 
 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")) ]
+        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -XGADTs to allow GADTs")) ]
+
+badExistential con_name
+  = hang (ptext SLIT("Data constructor") <+> quotes (ppr con_name) <+>
+               ptext SLIT("has existential type variables, or a context"))
+       2 (parens $ ptext SLIT("Use -XExistentialQuantification or -XGADTs to allow this"))
 
 badStupidTheta tc_name
   = ptext SLIT("A data type declared in GADT style cannot have a context:") <+> quotes (ppr tc_name)
@@ -1149,6 +1232,14 @@ newtypeExError con
   = sep [ptext SLIT("A newtype constructor cannot have an existential context,"),
         nest 2 $ ptext SLIT("but") <+> quotes (ppr con) <+> ptext SLIT("does")]
 
+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 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 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]
@@ -1156,43 +1247,42 @@ newtypeFieldErr con_name n_flds
 badSigTyDecl tc_name
   = vcat [ ptext SLIT("Illegal kind signature") <+>
           quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -findexed-types to allow indexed types")) ]
+        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -XKindSignatures to allow kind signatures")) ]
 
-badKindSigCtxt tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal context in kind signature") <+>
+badFamInstDecl tc_name
+  = vcat [ ptext SLIT("Illegal family instance for") <+>
           quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Currently, kind signatures cannot have a context")) ]
-
-badIdxTyDecl tc_name
-  = vcat [ ptext SLIT("Illegal indexed type instance for") <+>
-          quotes (ppr tc_name)
-        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -findexed-types to allow indexed types")) ]
+        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Use -XTypeFamilies 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("Indexed types cannot use GADT declarations")) ]
+        , nest 2 (parens $ ptext SLIT("Family instances can not yet use GADT declarations")) ]
 
 tooManyParmsErr tc_name
-  = ptext SLIT("Indexed type instance has too many parameters:") <+> 
+  = ptext SLIT("Family instance has too many parameters:") <+> 
     quotes (ppr tc_name)
 
-tooFewParmsErr tc_name
-  = ptext SLIT("Indexed type instance has too few parameters:") <+> 
-    quotes (ppr tc_name)
+tooFewParmsErr arity
+  = ptext SLIT("Family instance has too few parameters; expected") <+> 
+    ppr arity
+
+wrongNumberOfParmsErr exp_arity
+  = ptext SLIT("Number of parameters must match family declaration; expected")
+    <+> ppr exp_arity
 
-badBootTyIdxDeclErr = 
-  ptext SLIT("Illegal indexed type instance in hs-boot file")
+badBootFamInstDeclErr = 
+  ptext SLIT("Illegal family instance in hs-boot file")
 
 wrongKindOfFamily family =
-  ptext SLIT("Wrong category of type instance; declaration was for a") <+>
+  ptext SLIT("Wrong category of family instance; declaration was for a") <+>
   kindOfFamily
   where
-    kindOfFamily | isSynTyCon  family = ptext SLIT("type synonym")
-                | isDataTyCon family = ptext SLIT("data type")
-                | isNewTyCon  family = ptext SLIT("newtype")
+    kindOfFamily | isSynTyCon family = ptext SLIT("type synonym")
+                | isAlgTyCon family = ptext SLIT("data type")
+                | otherwise = pprPanic "wrongKindOfFamily" (ppr family)
 
 emptyConDeclsErr tycon
   = sep [quotes (ppr tycon) <+> ptext SLIT("has no constructors"),
-        nest 2 $ ptext SLIT("(-fglasgow-exts permits this)")]
+        nest 2 $ ptext SLIT("(-XEmptyDataDecls permits this)")]
 \end{code}