Loosen the rules for instance declarations (Part 3)
[ghc-hetmet.git] / ghc / docs / users_guide / glasgow_exts.xml
index b986247..beaaad6 100644 (file)
@@ -825,68 +825,68 @@ This name is not supported by GHC.
             So the <option>-fno-implicit-prelude</option> flag causes
             the following pieces of built-in syntax to refer to
             <emphasis>whatever is in scope</emphasis>, not the Prelude
-            versions:</para>
+            versions:
 
            <itemizedlist>
              <listitem>
-               <para>Integer and fractional literals mean
-                "<literal>fromInteger 1</literal>" and
-                "<literal>fromRational 3.2</literal>", not the
-                Prelude-qualified versions; both in expressions and in
-                patterns. </para>
-               <para>However, the standard Prelude <literal>Eq</literal> class
-               is still used for the equality test necessary for literal patterns.</para>
-             </listitem>
+               <para>An integer literal <literal>368</literal> means
+                "<literal>fromInteger (368::Integer)</literal>", rather than
+                "<literal>Prelude.fromInteger (368::Integer)</literal>".
+</para> </listitem>        
 
-             <listitem>
-               <para>Negation (e.g. "<literal>- (f x)</literal>")
-               means "<literal>negate (f x)</literal>" (not
-               <literal>Prelude.negate</literal>).</para>
-             </listitem>
+      <listitem><para>Fractional literals are handed in just the same way,
+         except that the translation is 
+             <literal>fromRational (3.68::Rational)</literal>.
+</para> </listitem>        
+
+         <listitem><para>The equality test in an overloaded numeric pattern
+             uses whatever <literal>(==)</literal> is in scope.
+</para> </listitem>        
+
+         <listitem><para>The subtraction operation, and the
+         greater-than-or-equal test, in <literal>n+k</literal> patterns
+             use whatever <literal>(-)</literal> and <literal>(>=)</literal> are in scope.
+             </para></listitem>
 
              <listitem>
-               <para>In an n+k pattern, the standard Prelude
-                <literal>Ord</literal> class is still used for comparison,
-                but the necessary subtraction uses whatever
-                "<literal>(-)</literal>" is in scope (not
-                "<literal>Prelude.(-)</literal>").</para>
-             </listitem>
+               <para>Negation (e.g. "<literal>- (f x)</literal>")
+               means "<literal>negate (f x)</literal>", both in numeric
+               patterns, and expressions.
+             </para></listitem>
 
              <listitem>
          <para>"Do" notation is translated using whatever
              functions <literal>(>>=)</literal>,
-             <literal>(>>)</literal>, <literal>fail</literal>, and
-             <literal>return</literal>, are in scope (not the Prelude
-             versions).  List comprehensions, and parallel array
+             <literal>(>>)</literal>, and <literal>fail</literal>,
+             are in scope (not the Prelude
+             versions).  List comprehensions, mdo (<xref linkend="mdo-notation"/>), and parallel array
              comprehensions, are unaffected.  </para></listitem>
 
              <listitem>
-               <para>Similarly recursive do notation (see
-               <xref linkend="mdo-notation"/>) uses whatever
-               <literal>mfix</literal> function is in scope, and arrow
+               <para>Arrow
                notation (see <xref linkend="arrow-notation"/>)
                uses whatever <literal>arr</literal>,
                <literal>(>>>)</literal>, <literal>first</literal>,
                <literal>app</literal>, <literal>(|||)</literal> and
-               <literal>loop</literal> functions are in scope.</para>
-             </listitem>
+               <literal>loop</literal> functions are in scope. But unlike the
+               other constructs, the types of these functions must match the
+               Prelude types very closely.  Details are in flux; if you want
+               to use this, ask!
+             </para></listitem>
            </itemizedlist>
-
-            <para>The functions with these names that GHC finds in scope
-            must have types matching those of the originals, namely:
-            <screen>
-               fromInteger  :: Integer  -> N
-               fromRational :: Rational -> N
-               negate       :: N -> N
-               (-)          :: N -> N -> N
-               (>>=)        :: forall a b. M a -> (a -> M b) -> M b
-               (>>)         :: forall a b. M a -> M b -> M b
-               return       :: forall a.   a      -> M a
-               fail         :: forall a.   String -> M a
-            </screen>
-            (Here <literal>N</literal> may be any type,
-            and <literal>M</literal> any type constructor.)</para>
-
+In all cases (apart from arrow notation), the static semantics should be that of the desugared form,
+even if that is a little unexpected. For emample, the 
+static semantics of the literal <literal>368</literal>
+is exactly that of <literal>fromInteger (368::Integer)</literal>; it's fine for
+<literal>fromInteger</literal> to have any of the types:
+<programlisting>
+fromInteger :: Integer -> Integer
+fromInteger :: forall a. Foo a => Integer -> a
+fromInteger :: Num a => a -> Integer
+fromInteger :: Integer -> Bool -> Bool
+</programlisting>
+</para>
+               
             <para>Be warned: this is an experimental facility, with
             fewer checks than usual.  Use <literal>-dcore-lint</literal>
             to typecheck the desugared program.  If Core Lint is happy
@@ -925,11 +925,11 @@ Nevertheless, they can be useful when defining "phantom types".</para>
 </sect3>
 
 <sect3 id="infix-tycons">
-<title>Infix type constructors and classes</title>
+<title>Infix type constructors, classes, and type variables</title>
 
 <para>
-GHC allows type constructors and classes to be operators, and to be written infix, very much 
-like expressions.  More specifically:
+GHC allows type constructors, classes, and type variables to be operators, and
+to be written infix, very much like expressions.  More specifically:
 <itemizedlist>
 <listitem><para>
   A type constructor or class can be an operator, beginning with a colon; e.g. <literal>:*:</literal>.
@@ -955,6 +955,21 @@ like expressions.  More specifically:
   </screen>
   </para></listitem>
 <listitem><para>
+  A type variable can be an (unqualified) operator e.g. <literal>+</literal>.
+  The lexical syntax is the same as that for variable operators, excluding "(.)",
+  "(!)", and "(*)".  In a binding position, the operator must be
+  parenthesised.  For example:
+<programlisting>
+   type T (+) = Int + Int
+   f :: T Either
+   f = Left 3
+   liftA2 :: Arrow (~>)
+         => (a -> b -> c) -> (e ~> a) -> (e ~> b) -> (e ~> c)
+   liftA2 = ...
+</programlisting>
+  </para></listitem>
+<listitem><para>
   Back-quotes work
   as for expressions, both for type constructors and type variables;  e.g. <literal>Int `Either` Bool</literal>, or
   <literal>Int `a` Bool</literal>.  Similarly, parentheses work the same; e.g.  <literal>(:*:) Int Bool</literal>.
@@ -973,14 +988,6 @@ like expressions.  More specifically:
 <listitem><para>
   Function arrow is <literal>infixr</literal> with fixity 0.  (This might change; I'm not sure what it should be.)
   </para></listitem>
-<listitem><para>
-  The only thing that differs between operators in types and operators in expressions is that
-  ordinary non-constructor operators, such as <literal>+</literal> and <literal>*</literal>
-  are not allowed in types. Reason: the uniform thing to do would be to make them type
-  variables, but that's not very useful.  A less uniform but more useful thing would be to
-  allow them to be type <emphasis>constructors</emphasis>.  But that gives trouble in export
-  lists.  So for now we just exclude them.
-  </para></listitem>
 
 </itemizedlist>
 </para>
@@ -1085,8 +1092,12 @@ because GHC does not allow  unboxed tuples on the left of a function arrow.
 
 <para>
 The idea of using existential quantification in data type declarations
-was suggested by Laufer (I believe, thought doubtless someone will
-correct me), and implemented in Hope+. It's been in Lennart
+was suggested by Perry, and implemented in Hope+ (Nigel Perry, <emphasis>The Implementation
+of Practical Functional Programming Languages</emphasis>, PhD Thesis, University of
+London, 1991). It was later formalised by Laufer and Odersky
+(<emphasis>Polymorphic type inference and abstract data types</emphasis>,
+TOPLAS, 16(5), pp1411-1430, 1994).
+It's been in Lennart
 Augustsson's <command>hbc</command> Haskell compiler for several years, and
 proved very useful.  Here's the idea.  Consider the declaration:
 </para>
@@ -1198,7 +1209,7 @@ adding a new existential quantification construct.
 <title>Type classes</title>
 
 <para>
-An easy extension (implemented in <command>hbc</command>) is to allow
+An easy extension is to allow
 arbitrary contexts before the constructor.  For example:
 </para>
 
@@ -1257,6 +1268,86 @@ universal quantification earlier.
 </sect4>
 
 <sect4>
+<title>Record Constructors</title>
+
+<para>
+GHC allows existentials to be used with records syntax as well.  For example:
+
+<programlisting>
+data Counter a = forall self. NewCounter
+    { _this    :: self
+    , _inc     :: self -> self
+    , _display :: self -> IO ()
+    , tag      :: a
+    }
+</programlisting>
+Here <literal>tag</literal> is a public field, with a well-typed selector
+function <literal>tag :: Counter a -> a</literal>.  The <literal>self</literal>
+type is hidden from the outside; any attempt to apply <literal>_this</literal>,
+<literal>_inc</literal> or <literal>_output</literal> as functions will raise a
+compile-time error.  In other words, <emphasis>GHC defines a record selector function
+only for fields whose type does not mention the existentially-quantified variables</emphasis>.
+(This example used an underscore in the fields for which record selectors
+will not be defined, but that is only programming style; GHC ignores them.)
+</para>
+
+<para>
+To make use of these hidden fields, we need to create some helper functions:
+
+<programlisting>
+inc :: Counter a -> Counter a
+inc (NewCounter x i d t) = NewCounter
+    { _this = i x, _inc = i, _display = d, tag = t } 
+
+display :: Counter a -> IO ()
+display NewCounter{ _this = x, _display = d } = d x
+</programlisting>
+
+Now we can define counters with different underlying implementations:
+
+<programlisting>
+counterA :: Counter String 
+counterA = NewCounter
+    { _this = 0, _inc = (1+), _display = print, tag = "A" }
+
+counterB :: Counter String 
+counterB = NewCounter
+    { _this = "", _inc = ('#':), _display = putStrLn, tag = "B" }
+
+main = do
+    display (inc counterA)         -- prints "1"
+    display (inc (inc counterB))   -- prints "##"
+</programlisting>
+
+In GADT declarations (see <xref linkend="gadt"/>), the explicit
+<literal>forall</literal> may be omitted.  For example, we can express
+the same <literal>Counter a</literal> using GADT:
+
+<programlisting>
+data Counter a where
+    NewCounter { _this    :: self
+               , _inc     :: self -> self
+               , _display :: self -> IO ()
+               , tag      :: a
+               }
+        :: Counter a
+</programlisting>
+
+At the moment, record update syntax is only supported for Haskell 98 data types,
+so the following function does <emphasis>not</emphasis> work:
+
+<programlisting>
+-- This is invalid; use explicit NewCounter instead for now
+setTag :: Counter a -> a -> Counter a
+setTag obj t = obj{ tag = t }
+</programlisting>
+
+</para>
+
+</sect4>
+
+
+<sect4>
 <title>Restrictions</title>
 
 <para>
@@ -1418,19 +1509,20 @@ declarations.  Define your own instances!
 <title>Class declarations</title>
 
 <para>
-This section documents GHC's implementation of multi-parameter type
-classes.  There's lots of background in the paper <ulink
-url="http://research.microsoft.com/~simonpj/multi.ps.gz" >Type
+This section, and the next one, documents GHC's type-class extensions.
+There's lots of background in the paper <ulink
+url="http://research.microsoft.com/~simonpj/Papers/type-class-design-space" >Type
 classes: exploring the design space</ulink > (Simon Peyton Jones, Mark
 Jones, Erik Meijer).
 </para>
 <para>
-There are the following constraints on class declarations:
-<orderedlist>
-<listitem>
+All the extensions are enabled by the <option>-fglasgow-exts</option> flag.
+</para>
 
+<sect3>
+<title>Multi-parameter type classes</title>
 <para>
- <emphasis>Multi-parameter type classes are permitted</emphasis>. For example:
+Multi-parameter type classes are permitted. For example:
 
 
 <programlisting>
@@ -1439,14 +1531,30 @@ There are the following constraints on class declarations:
     ...etc.
 </programlisting>
 
+</para>
+</sect3>
+
+<sect3>
+<title>The superclasses of a class declaration</title>
 
+<para>
+There are no restrictions on the context in a class declaration
+(which introduces superclasses), except that the class hierarchy must
+be acyclic.  So these class declarations are OK:
 
-</para>
-</listitem>
-<listitem>
 
+<programlisting>
+  class Functor (m k) => FiniteMap m k where
+    ...
+
+  class (Monad m, Monad (t m)) => Transform t m where
+    lift :: m a -> (t m) a
+</programlisting>
+
+
+</para>
 <para>
- <emphasis>The class hierarchy must be acyclic</emphasis>.  However, the definition
+As in Haskell 98, The class hierarchy must be acyclic.  However, the definition
 of "acyclic" involves only the superclass relationships.  For example,
 this is OK:
 
@@ -1463,37 +1571,60 @@ this is OK:
 Here, <literal>C</literal> is a superclass of <literal>D</literal>, but it's OK for a
 class operation <literal>op</literal> of <literal>C</literal> to mention <literal>D</literal>.  (It
 would not be OK for <literal>D</literal> to be a superclass of <literal>C</literal>.)
-
 </para>
-</listitem>
-<listitem>
+</sect3>
 
-<para>
- <emphasis>There are no restrictions on the context in a class declaration
-(which introduces superclasses), except that the class hierarchy must
-be acyclic</emphasis>.  So these class declarations are OK:
 
 
-<programlisting>
-  class Functor (m k) => FiniteMap m k where
-    ...
 
-  class (Monad m, Monad (t m)) => Transform t m where
-    lift :: m a -> (t m) a
+<sect3 id="class-method-types">
+<title>Class method types</title>
+
+<para>
+Haskell 98 prohibits class method types to mention constraints on the
+class type variable, thus:
+<programlisting>
+  class Seq s a where
+    fromList :: [a] -> s a
+    elem     :: Eq a => a -> s a -> Bool
 </programlisting>
+The type of <literal>elem</literal> is illegal in Haskell 98, because it
+contains the constraint <literal>Eq a</literal>, constrains only the 
+class type variable (in this case <literal>a</literal>).
+GHC lifts this restriction.
+</para>
+
 
+</sect3>
+</sect2>
 
+<sect2 id="functional-dependencies">
+<title>Functional dependencies
+</title>
+
+<para> Functional dependencies are implemented as described by Mark Jones
+in &ldquo;<ulink url="http://www.cse.ogi.edu/~mpj/pubs/fundeps.html">Type Classes with Functional Dependencies</ulink>&rdquo;, Mark P. Jones, 
+In Proceedings of the 9th European Symposium on Programming, 
+ESOP 2000, Berlin, Germany, March 2000, Springer-Verlag LNCS 1782,
+.
 </para>
-</listitem>
+<para>
+Functional dependencies are introduced by a vertical bar in the syntax of a 
+class declaration;  e.g. 
+<programlisting>
+  class (Monad m) => MonadState s m | m -> s where ...
 
-<listitem>
+  class Foo a b c | a b -> c where ...
+</programlisting>
+There should be more documentation, but there isn't (yet).  Yell if you need it.
+</para>
 
+<sect3><title>Rules for functional dependencies </title>
 <para>
- <emphasis>All of the class type variables must be reachable (in the sense 
+In a class declaration, all of the class type variables must be reachable (in the sense 
 mentioned in <xref linkend="type-restrictions"/>)
-from the free variables of each method type
-</emphasis>.  For example:
-
+from the free variables of each method type.
+For example:
 
 <programlisting>
   class Coll s a where
@@ -1501,14 +1632,16 @@ from the free variables of each method type
     insert :: s -> a -> s
 </programlisting>
 
-
 is not OK, because the type of <literal>empty</literal> doesn't mention
-<literal>a</literal>.  This rule is a consequence of Rule 1(a), above, for
-types, and has the same motivation.
-
-Sometimes, offending class declarations exhibit misunderstandings.  For
-example, <literal>Coll</literal> might be rewritten
+<literal>a</literal>.  Functional dependencies can make the type variable
+reachable:
+<programlisting>
+  class Coll s a | s -> a where
+    empty  :: s
+    insert :: s -> a -> s
+</programlisting>
 
+Alternatively <literal>Coll</literal> might be rewritten
 
 <programlisting>
   class Coll s a where
@@ -1530,208 +1663,439 @@ class like this:
   class CollE s => Coll s a where
     insert :: s -> a -> s
 </programlisting>
+</para>
+</sect3>
 
 
-</para>
-</listitem>
+<sect3>
+<title>Background on functional dependencies</title>
 
-</orderedlist>
+<para>The following description of the motivation and use of functional dependencies is taken
+from the Hugs user manual, reproduced here (with minor changes) by kind
+permission of Mark Jones.
 </para>
-
-<sect3 id="class-method-types">
-<title>Class method types</title>
-<para>
-Haskell 98 prohibits class method types to mention constraints on the
-class type variable, thus:
+<para> 
+Consider the following class, intended as part of a
+library for collection types:
 <programlisting>
-  class Seq s a where
-    fromList :: [a] -> s a
-    elem     :: Eq a => a -> s a -> Bool
+   class Collects e ce where
+       empty  :: ce
+       insert :: e -> ce -> ce
+       member :: e -> ce -> Bool
 </programlisting>
-The type of <literal>elem</literal> is illegal in Haskell 98, because it
-contains the constraint <literal>Eq a</literal>, constrains only the 
-class type variable (in this case <literal>a</literal>).
+The type variable e used here represents the element type, while ce is the type
+of the container itself. Within this framework, we might want to define
+instances of this class for lists or characteristic functions (both of which
+can be used to represent collections of any equality type), bit sets (which can
+be used to represent collections of characters), or hash tables (which can be
+used to represent any collection whose elements have a hash function). Omitting
+standard implementation details, this would lead to the following declarations: 
+<programlisting>
+   instance Eq e => Collects e [e] where ...
+   instance Eq e => Collects e (e -> Bool) where ...
+   instance Collects Char BitSet where ...
+   instance (Hashable e, Collects a ce)
+              => Collects e (Array Int ce) where ...
+</programlisting>
+All this looks quite promising; we have a class and a range of interesting
+implementations. Unfortunately, there are some serious problems with the class
+declaration. First, the empty function has an ambiguous type: 
+<programlisting>
+   empty :: Collects e ce => ce
+</programlisting>
+By "ambiguous" we mean that there is a type variable e that appears on the left
+of the <literal>=&gt;</literal> symbol, but not on the right. The problem with
+this is that, according to the theoretical foundations of Haskell overloading,
+we cannot guarantee a well-defined semantics for any term with an ambiguous
+type.
 </para>
 <para>
-With the <option>-fglasgow-exts</option> GHC lifts this restriction.
+We can sidestep this specific problem by removing the empty member from the
+class declaration. However, although the remaining members, insert and member,
+do not have ambiguous types, we still run into problems when we try to use
+them. For example, consider the following two functions: 
+<programlisting>
+   f x y = insert x . insert y
+   g     = f True 'a'
+</programlisting>
+for which GHC infers the following types: 
+<programlisting>
+   f :: (Collects a c, Collects b c) => a -> b -> c -> c
+   g :: (Collects Bool c, Collects Char c) => c -> c
+</programlisting>
+Notice that the type for f allows the two parameters x and y to be assigned
+different types, even though it attempts to insert each of the two values, one
+after the other, into the same collection. If we're trying to model collections
+that contain only one type of value, then this is clearly an inaccurate
+type. Worse still, the definition for g is accepted, without causing a type
+error. As a result, the error in this code will not be flagged at the point
+where it appears. Instead, it will show up only when we try to use g, which
+might even be in a different module.
 </para>
 
-</sect3>
-
-</sect2>
+<sect4><title>An attempt to use constructor classes</title>
 
-<sect2 id="type-restrictions">
-<title>Type signatures</title>
-
-<sect3><title>The context of a type signature</title>
 <para>
-Unlike Haskell 98, constraints in types do <emphasis>not</emphasis> have to be of
-the form <emphasis>(class type-variable)</emphasis> or
-<emphasis>(class (type-variable type-variable ...))</emphasis>.  Thus,
-these type signatures are perfectly OK
+Faced with the problems described above, some Haskell programmers might be
+tempted to use something like the following version of the class declaration: 
 <programlisting>
-  g :: Eq [a] => ...
-  g :: Ord (T a ()) => ...
+   class Collects e c where
+      empty  :: c e
+      insert :: e -> c e -> c e
+      member :: e -> c e -> Bool
 </programlisting>
+The key difference here is that we abstract over the type constructor c that is
+used to form the collection type c e, and not over that collection type itself,
+represented by ce in the original class declaration. This avoids the immediate
+problems that we mentioned above: empty has type <literal>Collects e c => c
+e</literal>, which is not ambiguous. 
 </para>
 <para>
-GHC imposes the following restrictions on the constraints in a type signature.
-Consider the type:
-
+The function f from the previous section has a more accurate type: 
 <programlisting>
-  forall tv1..tvn (c1, ...,cn) => type
+   f :: (Collects e c) => e -> e -> c e -> c e
 </programlisting>
-
-(Here, we write the "foralls" explicitly, although the Haskell source
-language omits them; in Haskell 98, all the free type variables of an
-explicit source-language type signature are universally quantified,
-except for the class type variables in a class declaration.  However,
-in GHC, you can give the foralls if you want.  See <xref linkend="universal-quantification"/>).
+The function g from the previous section is now rejected with a type error as
+we would hope because the type of f does not allow the two arguments to have
+different types. 
+This, then, is an example of a multiple parameter class that does actually work
+quite well in practice, without ambiguity problems.
+There is, however, a catch. This version of the Collects class is nowhere near
+as general as the original class seemed to be: only one of the four instances
+for <literal>Collects</literal>
+given above can be used with this version of Collects because only one of
+them---the instance for lists---has a collection type that can be written in
+the form c e, for some type constructor c, and element type e.
 </para>
+</sect4>
 
+<sect4><title>Adding functional dependencies</title>
+
+<para>
+To get a more useful version of the Collects class, Hugs provides a mechanism
+that allows programmers to specify dependencies between the parameters of a
+multiple parameter class (For readers with an interest in theoretical
+foundations and previous work: The use of dependency information can be seen
+both as a generalization of the proposal for `parametric type classes' that was
+put forward by Chen, Hudak, and Odersky, or as a special case of Mark Jones's
+later framework for "improvement" of qualified types. The
+underlying ideas are also discussed in a more theoretical and abstract setting
+in a manuscript [implparam], where they are identified as one point in a
+general design space for systems of implicit parameterization.).
+
+To start with an abstract example, consider a declaration such as: 
+<programlisting>
+   class C a b where ...
+</programlisting>
+which tells us simply that C can be thought of as a binary relation on types
+(or type constructors, depending on the kinds of a and b). Extra clauses can be
+included in the definition of classes to add information about dependencies
+between parameters, as in the following examples: 
+<programlisting>
+   class D a b | a -> b where ...
+   class E a b | a -> b, b -> a where ...
+</programlisting>
+The notation <literal>a -&gt; b</literal> used here between the | and where
+symbols --- not to be
+confused with a function type --- indicates that the a parameter uniquely
+determines the b parameter, and might be read as "a determines b." Thus D is
+not just a relation, but actually a (partial) function. Similarly, from the two
+dependencies that are included in the definition of E, we can see that E
+represents a (partial) one-one mapping between types.
+</para>
 <para>
-
-<orderedlist>
-<listitem>
-
+More generally, dependencies take the form <literal>x1 ... xn -&gt; y1 ... ym</literal>,
+where x1, ..., xn, and y1, ..., yn are type variables with n&gt;0 and
+m&gt;=0, meaning that the y parameters are uniquely determined by the x
+parameters. Spaces can be used as separators if more than one variable appears
+on any single side of a dependency, as in <literal>t -&gt; a b</literal>. Note that a class may be
+annotated with multiple dependencies using commas as separators, as in the
+definition of E above. Some dependencies that we can write in this notation are
+redundant, and will be rejected because they don't serve any useful
+purpose, and may instead indicate an error in the program. Examples of
+dependencies like this include  <literal>a -&gt; a </literal>,  
+<literal>a -&gt; a a </literal>,  
+<literal>a -&gt; </literal>, etc. There can also be
+some redundancy if multiple dependencies are given, as in  
+<literal>a-&gt;b</literal>, 
+ <literal>b-&gt;c </literal>,  <literal>a-&gt;c </literal>, and
+in which some subset implies the remaining dependencies. Examples like this are
+not treated as errors. Note that dependencies appear only in class
+declarations, and not in any other part of the language. In particular, the
+syntax for instance declarations, class constraints, and types is completely
+unchanged.
+</para>
 <para>
- <emphasis>Each universally quantified type variable
-<literal>tvi</literal> must be reachable from <literal>type</literal></emphasis>.
-
-A type variable <literal>a</literal> is "reachable" if it it appears
-in the same constraint as either a type variable free in in
-<literal>type</literal>, or another reachable type variable.  
-A value with a type that does not obey 
-this reachability restriction cannot be used without introducing
-ambiguity; that is why the type is rejected.
-Here, for example, is an illegal type:
-
-
+By including dependencies in a class declaration, we provide a mechanism for
+the programmer to specify each multiple parameter class more precisely. The
+compiler, on the other hand, is responsible for ensuring that the set of
+instances that are in scope at any given point in the program is consistent
+with any declared dependencies. For example, the following pair of instance
+declarations cannot appear together in the same scope because they violate the
+dependency for D, even though either one on its own would be acceptable: 
 <programlisting>
-  forall a. Eq a => Int
+   instance D Bool Int where ...
+   instance D Bool Char where ...
 </programlisting>
-
-
-When a value with this type was used, the constraint <literal>Eq tv</literal>
-would be introduced where <literal>tv</literal> is a fresh type variable, and
-(in the dictionary-translation implementation) the value would be
-applied to a dictionary for <literal>Eq tv</literal>.  The difficulty is that we
-can never know which instance of <literal>Eq</literal> to use because we never
-get any more information about <literal>tv</literal>.
+Note also that the following declaration is not allowed, even by itself: 
+<programlisting>
+   instance D [a] b where ...
+</programlisting>
+The problem here is that this instance would allow one particular choice of [a]
+to be associated with more than one choice for b, which contradicts the
+dependency specified in the definition of D. More generally, this means that,
+in any instance of the form: 
+<programlisting>
+   instance D t s where ...
+</programlisting>
+for some particular types t and s, the only variables that can appear in s are
+the ones that appear in t, and hence, if the type t is known, then s will be
+uniquely determined.
 </para>
 <para>
-Note
-that the reachability condition is weaker than saying that <literal>a</literal> is
-functionally dependent on a type variable free in
-<literal>type</literal> (see <xref
-linkend="functional-dependencies"/>).  The reason for this is there
-might be a "hidden" dependency, in a superclass perhaps.  So
-"reachable" is a conservative approximation to "functionally dependent".
-For example, consider:
+The benefit of including dependency information is that it allows us to define
+more general multiple parameter classes, without ambiguity problems, and with
+the benefit of more accurate types. To illustrate this, we return to the
+collection class example, and annotate the original definition of <literal>Collects</literal>
+with a simple dependency: 
 <programlisting>
-  class C a b | a -> b where ...
-  class C a b => D a b where ...
-  f :: forall a b. D a b => a -> a
+   class Collects e ce | ce -> e where
+      empty  :: ce
+      insert :: e -> ce -> ce
+      member :: e -> ce -> Bool
 </programlisting>
-This is fine, because in fact <literal>a</literal> does functionally determine <literal>b</literal>
-but that is not immediately apparent from <literal>f</literal>'s type.
+The dependency <literal>ce -&gt; e</literal> here specifies that the type e of elements is uniquely
+determined by the type of the collection ce. Note that both parameters of
+Collects are of kind *; there are no constructor classes here. Note too that
+all of the instances of Collects that we gave earlier can be used
+together with this new definition.
+</para>
+<para>
+What about the ambiguity problems that we encountered with the original
+definition? The empty function still has type Collects e ce => ce, but it is no
+longer necessary to regard that as an ambiguous type: Although the variable e
+does not appear on the right of the => symbol, the dependency for class
+Collects tells us that it is uniquely determined by ce, which does appear on
+the right of the => symbol. Hence the context in which empty is used can still
+give enough information to determine types for both ce and e, without
+ambiguity. More generally, we need only regard a type as ambiguous if it
+contains a variable on the left of the => that is not uniquely determined
+(either directly or indirectly) by the variables on the right.
 </para>
-</listitem>
-<listitem>
-
 <para>
- <emphasis>Every constraint <literal>ci</literal> must mention at least one of the
-universally quantified type variables <literal>tvi</literal></emphasis>.
-
-For example, this type is OK because <literal>C a b</literal> mentions the
-universally quantified type variable <literal>b</literal>:
-
-
+Dependencies also help to produce more accurate types for user defined
+functions, and hence to provide earlier detection of errors, and less cluttered
+types for programmers to work with. Recall the previous definition for a
+function f: 
+<programlisting>
+   f x y = insert x y = insert x . insert y
+</programlisting>
+for which we originally obtained a type: 
 <programlisting>
-  forall a. C a b => burble
+   f :: (Collects a c, Collects b c) => a -> b -> c -> c
+</programlisting>
+Given the dependency information that we have for Collects, however, we can
+deduce that a and b must be equal because they both appear as the second
+parameter in a Collects constraint with the same first parameter c. Hence we
+can infer a shorter and more accurate type for f: 
+<programlisting>
+   f :: (Collects a c) => a -> a -> c -> c
 </programlisting>
+In a similar way, the earlier definition of g will now be flagged as a type error.
+</para>
+<para>
+Although we have given only a few examples here, it should be clear that the
+addition of dependency information can help to make multiple parameter classes
+more useful in practice, avoiding ambiguity problems, and allowing more general
+sets of instance declarations.
+</para>
+</sect4>
+</sect3>
+</sect2>
 
+<sect2 id="instance-decls">
+<title>Instance declarations</title>
 
-The next type is illegal because the constraint <literal>Eq b</literal> does not
-mention <literal>a</literal>:
+<sect3 id="instance-rules">
+<title>Relaxed rules for instance declarations</title>
 
+<para>An instance declaration has the form
+<screen>
+  instance ( <replaceable>assertion</replaceable><subscript>1</subscript>, ..., <replaceable>assertion</replaceable><subscript>n</subscript>) =&gt; <replaceable>class</replaceable> <replaceable>type</replaceable><subscript>1</subscript> ... <replaceable>type</replaceable><subscript>m</subscript> where ...
+</screen>
+The part before the "<literal>=&gt;</literal>" is the
+<emphasis>context</emphasis>, while the part after the
+"<literal>=&gt;</literal>" is the <emphasis>head</emphasis> of the instance declaration.
+</para>
+
+<para>
+In Haskell 98 the head of an instance declaration
+must be of the form <literal>C (T a1 ... an)</literal>, where
+<literal>C</literal> is the class, <literal>T</literal> is a type constructor,
+and the <literal>a1 ... an</literal> are distinct type variables.
+Furthermore, the assertions in the context of the instance declaration
+must be of the form <literal>C a</literal> where <literal>a</literal>
+is a type variable that occurs in the head.
+</para>
+<para>
+The <option>-fglasgow-exts</option> flag loosens these restrictions
+considerably.  Firstly, multi-parameter type classes are permitted.  Secondly,
+the context and head of the instance declaration can each consist of arbitrary
+(well-kinded) assertions <literal>(C t1 ... tn)</literal> subject only to the
+following rules:
+<orderedlist>
+<listitem><para>
+For each assertion in the context:
+<orderedlist>
+<listitem><para>No type variable has more occurrences in the assertion than in the head</para></listitem>
+<listitem><para>The assertion has fewer constructors and variables (taken together
+      and counting repetitions) than the head</para></listitem>
+</orderedlist>
+</para></listitem>
 
+<listitem><para>The coverage condition.  For each functional dependency,
+<replaceable>tvs</replaceable><subscript>left</subscript> <literal>-&gt;</literal>
+<replaceable>tvs</replaceable><subscript>right</subscript>,  of the class,
+every type variable in
+S(<replaceable>tvs</replaceable><subscript>right</subscript>) must appear in 
+S(<replaceable>tvs</replaceable><subscript>left</subscript>), where S is the
+substitution mapping each type variable in the class declaration to the
+corresponding type in the instance declaration.
+</para></listitem>
+</orderedlist>
+These restrictions ensure that context reduction terminates: each reduction
+step makes the problem smaller by at least one
+constructor.  For example, the following would make the type checker
+loop if it wasn't excluded:
 <programlisting>
-  forall a. Eq b => burble
+  instance C a => C a where ...
 </programlisting>
+For example, these are OK:
+<programlisting>
+  instance C Int [a]          -- Multiple parameters
+  instance Eq (S [a])         -- Structured type in head
 
+      -- Repeated type variable in head
+  instance C4 a a => C4 [a] [a] 
+  instance Stateful (ST s) (MutVar s)
 
-The reason for this restriction is milder than the other one.  The
-excluded types are never useful or necessary (because the offending
-context doesn't need to be witnessed at this point; it can be floated
-out).  Furthermore, floating them out increases sharing. Lastly,
-excluding them is a conservative choice; it leaves a patch of
-territory free in case we need it later.
+      -- Head can consist of type variables only
+  instance C a
+  instance (Eq a, Show b) => C2 a b
 
+      -- Non-type variables in context
+  instance Show (s a) => Show (Sized s a)
+  instance C2 Int a => C3 Bool [a]
+  instance C2 Int a => C3 [a] b
+</programlisting>
+But these are not:
+<programlisting>
+      -- Context assertion no smaller than head
+  instance C a => C a where ...
+      -- (C b b) has more more occurrences of b than the head
+  instance C b b => Foo [b] where ...
+</programlisting>
 </para>
-</listitem>
 
-</orderedlist>
+<para>
+The same restrictions apply to instances generated by
+<literal>deriving</literal> clauses.  Thus the following is accepted:
+<programlisting>
+  data MinHeap h a = H a (h a)
+    deriving (Show)
+</programlisting>
+because the derived instance
+<programlisting>
+  instance (Show a, Show (h a)) => Show (MinHeap h a)
+</programlisting>
+conforms to the above rules.
+</para>
 
+<para>
+A useful idiom permitted by the above rules is as follows.
+If one allows overlapping instance declarations then it's quite
+convenient to have a "default instance" declaration that applies if
+something more specific does not:
+<programlisting>
+  instance C a where
+    op = ... -- Default
+</programlisting>
 </para>
 </sect3>
 
-<sect3 id="hoist">
-<title>For-all hoisting</title>
+<sect3 id="undecidable-instances">
+<title>Undecidable instances</title>
+
 <para>
-It is often convenient to use generalised type synonyms (see <xref linkend="type-synonyms"/>) at the right hand
-end of an arrow, thus:
+Sometimes even the rules of <xref linkend="instance-rules"/> are too onerous.
+For example, sometimes you might want to use the following to get the
+effect of a "class synonym":
 <programlisting>
-  type Discard a = forall b. a -> b -> a
+  class (C1 a, C2 a, C3 a) => C a where { }
 
-  g :: Int -> Discard Int
-  g x y z = x+y
+  instance (C1 a, C2 a, C3 a) => C a where { }
 </programlisting>
-Simply expanding the type synonym would give
+This allows you to write shorter signatures:
 <programlisting>
-  g :: Int -> (forall b. Int -> b -> Int)
+  f :: C a => ...
 </programlisting>
-but GHC "hoists" the <literal>forall</literal> to give the isomorphic type
+instead of
 <programlisting>
-  g :: forall b. Int -> Int -> b -> Int
+  f :: (C1 a, C2 a, C3 a) => ...
 </programlisting>
-In general, the rule is this: <emphasis>to determine the type specified by any explicit
-user-written type (e.g. in a type signature), GHC expands type synonyms and then repeatedly
-performs the transformation:</emphasis>
+The restrictions on functional dependencies (<xref
+linkend="functional-dependencies"/>) are particularly troublesome.
+It is tempting to introduce type variables in the context that do not appear in
+the head, something that is excluded by the normal rules. For example:
 <programlisting>
-  <emphasis>type1</emphasis> -> forall a1..an. <emphasis>context2</emphasis> => <emphasis>type2</emphasis>
-==>
-  forall a1..an. <emphasis>context2</emphasis> => <emphasis>type1</emphasis> -> <emphasis>type2</emphasis>
+  class HasConverter a b | a -> b where
+     convert :: a -> b
+   
+  data Foo a = MkFoo a
+
+  instance (HasConverter a b,Show b) => Show (Foo a) where
+     show (MkFoo value) = show (convert value)
 </programlisting>
-(In fact, GHC tries to retain as much synonym information as possible for use in
-error messages, but that is a usability issue.)  This rule applies, of course, whether
-or not the <literal>forall</literal> comes from a synonym. For example, here is another
-valid way to write <literal>g</literal>'s type signature:
+This is dangerous territory, however. Here, for example, is a program that would make the
+typechecker loop:
 <programlisting>
-  g :: Int -> Int -> forall b. b -> Int
-</programlisting>
-</para>
-<para>
-When doing this hoisting operation, GHC eliminates duplicate constraints.  For
-example:
+  class D a
+  class F a b | a->b
+  instance F [a] [[a]]
+  instance (D c, F a c) => D [a]   -- 'c' is not mentioned in the head
+</programlisting>  
+Similarly, it can be tempting to lift the coverage condition:
 <programlisting>
-  type Foo a = (?x::Int) => Bool -> a
-  g :: Foo (Foo Int)
+  class Mul a b c | a b -> c where
+       (.*.) :: a -> b -> c
+
+  instance Mul Int Int Int where (.*.) = (*)
+  instance Mul Int Float Float where x .*. y = fromIntegral x * y
+  instance Mul a b c => Mul a [b] [c] where x .*. v = map (x.*.) v
 </programlisting>
-means
+The third instance declaration does not obey the coverage condition;
+and indeed the (somewhat strange) definition:
 <programlisting>
-  g :: (?x::Int) => Bool -> Bool -> Int
+  f = \ b x y -> if b then x .*. [y] else y
 </programlisting>
+makes instance inference go into a loop, because it requires the constraint
+<literal>(Mul a [b] b)</literal>.
+</para>
+<para>
+Nevertheless, GHC allows you to experiment with more liberal rules.  If you use
+the experimental flag <option>-fallow-undecidable-instances</option>
+<indexterm><primary>-fallow-undecidable-instances
+option</primary></indexterm>, you can use arbitrary
+types in both an instance context and instance head.  Termination is ensured by having a
+fixed-depth recursion stack.  If you exceed the stack depth you get a
+sort of backtrace, and the opportunity to increase the stack depth
+with <option>-fcontext-stack</option><emphasis>N</emphasis>.
 </para>
-</sect3>
-
 
-</sect2>
+</sect3>
 
-<sect2 id="instance-decls">
-<title>Instance declarations</title>
 
-<sect3>
+<sect3 id="instance-overlap">
 <title>Overlapping instances</title>
 <para>
 In general, <emphasis>GHC requires that that it be unambiguous which instance
@@ -1755,7 +2119,8 @@ these declarations:
   instance context3 => C Int [a]   where ...  -- (C)
   instance context4 => C Int [Int] where ...  -- (D)
 </programlisting>
-The instances (A) and (B) match the constraint <literal>C Int Bool</literal>, but (C) and (D) do not.  When matching, GHC takes
+The instances (A) and (B) match the constraint <literal>C Int Bool</literal>, 
+but (C) and (D) do not.  When matching, GHC takes
 no account of the context of the instance declaration
 (<literal>context1</literal> etc).
 GHC's default behaviour is that <emphasis>exactly one instance must match the
@@ -1787,153 +2152,244 @@ So GHC rejects the program.  If you add the flag <option>-fallow-incoherent-inst
 GHC will instead pick (C), without complaining about 
 the problem of subsequent instantiations.
 </para>
+<para>
+The willingness to be overlapped or incoherent is a property of 
+the <emphasis>instance declaration</emphasis> itself, controlled by the
+presence or otherwise of the <option>-fallow-overlapping-instances</option> 
+and <option>-fallow-incoherent-instances</option> flags when that mdodule is
+being defined.  Neither flag is required in a module that imports and uses the
+instance declaration.  Specifically, during the lookup process:
+<itemizedlist>
+<listitem><para>
+An instance declaration is ignored during the lookup process if (a) a more specific
+match is found, and (b) the instance declaration was compiled with 
+<option>-fallow-overlapping-instances</option>.  The flag setting for the
+more-specific instance does not matter.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+Suppose an instance declaration does not matche the constraint being looked up, but
+does unify with it, so that it might match when the constraint is further 
+instantiated.  Usually GHC will regard this as a reason for not committing to
+some other constraint.  But if the instance declaration was compiled with
+<option>-fallow-incoherent-instances</option>, GHC will skip the "does-it-unify?" 
+check for that declaration.
+</para></listitem>
+</itemizedlist>
+All this makes it possible for a library author to design a library that relies on 
+overlapping instances without the library client having to know.
+</para>
+<para>The <option>-fallow-incoherent-instances</option> flag implies the
+<option>-fallow-overlapping-instances</option> flag, but not vice versa.
+</para>
 </sect3>
 
 <sect3>
 <title>Type synonyms in the instance head</title>
 
-<para>
-<emphasis>Unlike Haskell 98, instance heads may use type
-synonyms</emphasis>.  (The instance "head" is the bit after the "=>" in an instance decl.)
-As always, using a type synonym is just shorthand for
-writing the RHS of the type synonym definition.  For example:
+<para>
+<emphasis>Unlike Haskell 98, instance heads may use type
+synonyms</emphasis>.  (The instance "head" is the bit after the "=>" in an instance decl.)
+As always, using a type synonym is just shorthand for
+writing the RHS of the type synonym definition.  For example:
+
+
+<programlisting>
+  type Point = (Int,Int)
+  instance C Point   where ...
+  instance C [Point] where ...
+</programlisting>
+
+
+is legal.  However, if you added
+
+
+<programlisting>
+  instance C (Int,Int) where ...
+</programlisting>
+
+
+as well, then the compiler will complain about the overlapping
+(actually, identical) instance declarations.  As always, type synonyms
+must be fully applied.  You cannot, for example, write:
+
+
+<programlisting>
+  type P a = [[a]]
+  instance Monad P where ...
+</programlisting>
+
+
+This design decision is independent of all the others, and easily
+reversed, but it makes sense to me.
+
+</para>
+</sect3>
+
+
+</sect2>
+
+<sect2 id="type-restrictions">
+<title>Type signatures</title>
+
+<sect3><title>The context of a type signature</title>
+<para>
+Unlike Haskell 98, constraints in types do <emphasis>not</emphasis> have to be of
+the form <emphasis>(class type-variable)</emphasis> or
+<emphasis>(class (type-variable type-variable ...))</emphasis>.  Thus,
+these type signatures are perfectly OK
+<programlisting>
+  g :: Eq [a] => ...
+  g :: Ord (T a ()) => ...
+</programlisting>
+</para>
+<para>
+GHC imposes the following restrictions on the constraints in a type signature.
+Consider the type:
+
+<programlisting>
+  forall tv1..tvn (c1, ...,cn) => type
+</programlisting>
+
+(Here, we write the "foralls" explicitly, although the Haskell source
+language omits them; in Haskell 98, all the free type variables of an
+explicit source-language type signature are universally quantified,
+except for the class type variables in a class declaration.  However,
+in GHC, you can give the foralls if you want.  See <xref linkend="universal-quantification"/>).
+</para>
+
+<para>
+
+<orderedlist>
+<listitem>
+
+<para>
+ <emphasis>Each universally quantified type variable
+<literal>tvi</literal> must be reachable from <literal>type</literal></emphasis>.
+
+A type variable <literal>a</literal> is "reachable" if it it appears
+in the same constraint as either a type variable free in in
+<literal>type</literal>, or another reachable type variable.  
+A value with a type that does not obey 
+this reachability restriction cannot be used without introducing
+ambiguity; that is why the type is rejected.
+Here, for example, is an illegal type:
+
+
+<programlisting>
+  forall a. Eq a => Int
+</programlisting>
 
 
+When a value with this type was used, the constraint <literal>Eq tv</literal>
+would be introduced where <literal>tv</literal> is a fresh type variable, and
+(in the dictionary-translation implementation) the value would be
+applied to a dictionary for <literal>Eq tv</literal>.  The difficulty is that we
+can never know which instance of <literal>Eq</literal> to use because we never
+get any more information about <literal>tv</literal>.
+</para>
+<para>
+Note
+that the reachability condition is weaker than saying that <literal>a</literal> is
+functionally dependent on a type variable free in
+<literal>type</literal> (see <xref
+linkend="functional-dependencies"/>).  The reason for this is there
+might be a "hidden" dependency, in a superclass perhaps.  So
+"reachable" is a conservative approximation to "functionally dependent".
+For example, consider:
 <programlisting>
-  type Point = (Int,Int)
-  instance C Point   where ...
-  instance C [Point] where ...
+  class C a b | a -> b where ...
+  class C a b => D a b where ...
+  f :: forall a b. D a b => a -> a
 </programlisting>
+This is fine, because in fact <literal>a</literal> does functionally determine <literal>b</literal>
+but that is not immediately apparent from <literal>f</literal>'s type.
+</para>
+</listitem>
+<listitem>
 
+<para>
+ <emphasis>Every constraint <literal>ci</literal> must mention at least one of the
+universally quantified type variables <literal>tvi</literal></emphasis>.
 
-is legal.  However, if you added
+For example, this type is OK because <literal>C a b</literal> mentions the
+universally quantified type variable <literal>b</literal>:
 
 
 <programlisting>
-  instance C (Int,Int) where ...
+  forall a. C a b => burble
 </programlisting>
 
 
-as well, then the compiler will complain about the overlapping
-(actually, identical) instance declarations.  As always, type synonyms
-must be fully applied.  You cannot, for example, write:
+The next type is illegal because the constraint <literal>Eq b</literal> does not
+mention <literal>a</literal>:
 
 
 <programlisting>
-  type P a = [[a]]
-  instance Monad P where ...
+  forall a. Eq b => burble
 </programlisting>
 
 
-This design decision is independent of all the others, and easily
-reversed, but it makes sense to me.
+The reason for this restriction is milder than the other one.  The
+excluded types are never useful or necessary (because the offending
+context doesn't need to be witnessed at this point; it can be floated
+out).  Furthermore, floating them out increases sharing. Lastly,
+excluding them is a conservative choice; it leaves a patch of
+territory free in case we need it later.
 
 </para>
-</sect3>
+</listitem>
 
-<sect3 id="undecidable-instances">
-<title>Undecidable instances</title>
+</orderedlist>
 
-<para>An instance declaration must normally obey the following rules:
-<orderedlist>
-<listitem><para>At least one of the types in the <emphasis>head</emphasis> of
-an instance declaration <emphasis>must not</emphasis> be a type variable.
-For example, these are OK:
+</para>
+</sect3>
 
+<sect3 id="hoist">
+<title>For-all hoisting</title>
+<para>
+It is often convenient to use generalised type synonyms (see <xref linkend="type-synonyms"/>) at the right hand
+end of an arrow, thus:
 <programlisting>
-  instance C Int a where ...
-
-  instance D (Int, Int) where ...
+  type Discard a = forall b. a -> b -> a
 
-  instance E [[a]] where ...
+  g :: Int -> Discard Int
+  g x y z = x+y
 </programlisting>
-but this is not:
+Simply expanding the type synonym would give
 <programlisting>
-  instance F a where ...
+  g :: Int -> (forall b. Int -> b -> Int)
 </programlisting>
-Note that instance heads <emphasis>may</emphasis> contain repeated type variables.
-For example, this is OK:
+but GHC "hoists" the <literal>forall</literal> to give the isomorphic type
 <programlisting>
-  instance Stateful (ST s) (MutVar s) where ...
+  g :: forall b. Int -> Int -> b -> Int
 </programlisting>
-</para>
-</listitem>
-
-
-<listitem>
-<para>All of the types in the <emphasis>context</emphasis> of
-an instance declaration <emphasis>must</emphasis> be type variables.
-Thus
+In general, the rule is this: <emphasis>to determine the type specified by any explicit
+user-written type (e.g. in a type signature), GHC expands type synonyms and then repeatedly
+performs the transformation:</emphasis>
 <programlisting>
-instance C a b => Eq (a,b) where ...
+  <emphasis>type1</emphasis> -> forall a1..an. <emphasis>context2</emphasis> => <emphasis>type2</emphasis>
+==>
+  forall a1..an. <emphasis>context2</emphasis> => <emphasis>type1</emphasis> -> <emphasis>type2</emphasis>
 </programlisting>
-is OK, but
+(In fact, GHC tries to retain as much synonym information as possible for use in
+error messages, but that is a usability issue.)  This rule applies, of course, whether
+or not the <literal>forall</literal> comes from a synonym. For example, here is another
+valid way to write <literal>g</literal>'s type signature:
 <programlisting>
-instance C Int b => Foo b where ...
+  g :: Int -> Int -> forall b. b -> Int
 </programlisting>
-is not OK.
 </para>
-</listitem>
-</orderedlist>
-These restrictions ensure that 
-context reduction terminates: each reduction step removes one type
-constructor.  For example, the following would make the type checker
-loop if it wasn't excluded:
-<programlisting>
-  instance C a => C a where ...
-</programlisting>
-There are two situations in which the rule is a bit of a pain. First,
-if one allows overlapping instance declarations then it's quite
-convenient to have a "default instance" declaration that applies if
-something more specific does not:
-
-
-<programlisting>
-  instance C a where
-    op = ... -- Default
-</programlisting>
-
-
-Second, sometimes you might want to use the following to get the
-effect of a "class synonym":
-
-
-<programlisting>
-  class (C1 a, C2 a, C3 a) => C a where { }
-
-  instance (C1 a, C2 a, C3 a) => C a where { }
-</programlisting>
-
-
-This allows you to write shorter signatures:
-
-
+<para>
+When doing this hoisting operation, GHC eliminates duplicate constraints.  For
+example:
 <programlisting>
-  f :: C a => ...
+  type Foo a = (?x::Int) => Bool -> a
+  g :: Foo (Foo Int)
 </programlisting>
-
-
-instead of
-
-
+means
 <programlisting>
-  f :: (C1 a, C2 a, C3 a) => ...
+  g :: (?x::Int) => Bool -> Bool -> Int
 </programlisting>
-
-
-Voluminous correspondence on the Haskell mailing list has convinced me
-that it's worth experimenting with more liberal rules.  If you use
-the experimental flag <option>-fallow-undecidable-instances</option>
-<indexterm><primary>-fallow-undecidable-instances
-option</primary></indexterm>, you can use arbitrary
-types in both an instance context and instance head.  Termination is ensured by having a
-fixed-depth recursion stack.  If you exceed the stack depth you get a
-sort of backtrace, and the opportunity to increase the stack depth
-with <option>-fcontext-stack</option><emphasis>N</emphasis>.
-</para>
-<para>
-I'm on the lookout for a less brutal solution: a simple rule that preserves decidability while
-allowing these idioms interesting idioms.  
 </para>
 </sect3>
 
@@ -2103,6 +2559,68 @@ the binding for <literal>?x</literal>, so the type of <literal>f</literal> is
 </para>
 
 </sect3>
+
+<sect3><title>Implicit parameters and polymorphic recursion</title>
+
+<para>
+Consider these two definitions:
+<programlisting>
+  len1 :: [a] -> Int
+  len1 xs = let ?acc = 0 in len_acc1 xs
+
+  len_acc1 [] = ?acc
+  len_acc1 (x:xs) = let ?acc = ?acc + (1::Int) in len_acc1 xs
+
+  ------------
+
+  len2 :: [a] -> Int
+  len2 xs = let ?acc = 0 in len_acc2 xs
+
+  len_acc2 :: (?acc :: Int) => [a] -> Int
+  len_acc2 [] = ?acc
+  len_acc2 (x:xs) = let ?acc = ?acc + (1::Int) in len_acc2 xs
+</programlisting>
+The only difference between the two groups is that in the second group
+<literal>len_acc</literal> is given a type signature.
+In the former case, <literal>len_acc1</literal> is monomorphic in its own
+right-hand side, so the implicit parameter <literal>?acc</literal> is not
+passed to the recursive call.  In the latter case, because <literal>len_acc2</literal>
+has a type signature, the recursive call is made to the
+<emphasis>polymoprhic</emphasis> version, which takes <literal>?acc</literal>
+as an implicit parameter.  So we get the following results in GHCi:
+<programlisting>
+  Prog> len1 "hello"
+  0
+  Prog> len2 "hello"
+  5
+</programlisting>
+Adding a type signature dramatically changes the result!  This is a rather
+counter-intuitive phenomenon, worth watching out for.
+</para>
+</sect3>
+
+<sect3><title>Implicit parameters and monomorphism</title>
+
+<para>GHC applies the dreaded Monomorphism Restriction (section 4.5.5 of the
+Haskell Report) to implicit parameters.  For example, consider:
+<programlisting>
+ f :: Int -> Int
+  f v = let ?x = 0     in
+        let y = ?x + v in
+        let ?x = 5     in
+        y
+</programlisting>
+Since the binding for <literal>y</literal> falls under the Monomorphism
+Restriction it is not generalised, so the type of <literal>y</literal> is
+simply <literal>Int</literal>, not <literal>(?x::Int) => Int</literal>.
+Hence, <literal>(f 9)</literal> returns result <literal>9</literal>.
+If you add a type signature for <literal>y</literal>, then <literal>y</literal>
+will get type <literal>(?x::Int) => Int</literal>, so the occurrence of
+<literal>y</literal> in the body of the <literal>let</literal> will see the
+inner binding of <literal>?x</literal>, so <literal>(f 9)</literal> will return
+<literal>14</literal>.
+</para>
+</sect3>
 </sect2>
 
 <sect2 id="linear-implicit-parameters">
@@ -2275,30 +2793,6 @@ and you'd be right.  That is why they are an experimental feature.
 
 </sect2>
 
-<sect2 id="functional-dependencies">
-<title>Functional dependencies
-</title>
-
-<para> Functional dependencies are implemented as described by Mark Jones
-in &ldquo;<ulink url="http://www.cse.ogi.edu/~mpj/pubs/fundeps.html">Type Classes with Functional Dependencies</ulink>&rdquo;, Mark P. Jones, 
-In Proceedings of the 9th European Symposium on Programming, 
-ESOP 2000, Berlin, Germany, March 2000, Springer-Verlag LNCS 1782,
-.
-</para>
-<para>
-Functional dependencies are introduced by a vertical bar in the syntax of a 
-class declaration;  e.g. 
-<programlisting>
-  class (Monad m) => MonadState s m | m -> s where ...
-
-  class Foo a b c | a b -> c where ...
-</programlisting>
-There should be more documentation, but there isn't (yet).  Yell if you need it.
-</para>
-</sect2>
-
-
-
 <sect2 id="sec-kinding">
 <title>Explicitly-kinded quantification</title>
 
@@ -3106,9 +3600,23 @@ classes <literal>Eq</literal>, <literal>Ord</literal>,
 GHC extends this list with two more classes that may be automatically derived 
 (provided the <option>-fglasgow-exts</option> flag is specified):
 <literal>Typeable</literal>, and <literal>Data</literal>.  These classes are defined in the library
-modules <literal>Data.Dynamic</literal> and <literal>Data.Generics</literal> respectively, and the
+modules <literal>Data.Typeable</literal> and <literal>Data.Generics</literal> respectively, and the
 appropriate class must be in scope before it can be mentioned in the <literal>deriving</literal> clause.
 </para>
+<para>An instance of <literal>Typeable</literal> can only be derived if the
+data type has seven or fewer type parameters, all of kind <literal>*</literal>.
+The reason for this is that the <literal>Typeable</literal> class is derived using the scheme
+described in
+<ulink url="http://research.microsoft.com/%7Esimonpj/papers/hmap/gmap2.ps">
+Scrap More Boilerplate: Reflection, Zips, and Generalised Casts
+</ulink>.
+(Section 7.4 of the paper describes the multiple <literal>Typeable</literal> classes that
+are used, and only <literal>Typeable1</literal> up to
+<literal>Typeable7</literal> are provided in the library.)
+In other cases, there is nothing to stop the programmer writing a <literal>TypableX</literal>
+class, whose kind suits that of the data type constructor, and
+then writing the data type instance by hand.
+</para>
 </sect2>
 
 <sect2 id="newtype-deriving">
@@ -3221,7 +3729,7 @@ class to the new type:
 <para>
 
 As a result of this extension, all derived instances in newtype
-declarations are treated uniformly (and implemented just by reusing
+ declarations are treated uniformly (and implemented just by reusing
 the dictionary for the representation type), <emphasis>except</emphasis>
 <literal>Show</literal> and <literal>Read</literal>, which really behave differently for
 the newtype and its representation.
@@ -3302,10 +3810,80 @@ then we would not have been able to derive an instance for the
 classes usually have one "main" parameter for which deriving new
 instances is most interesting.
 </para>
+<para>Lastly, all of this applies only for classes other than
+<literal>Read</literal>, <literal>Show</literal>, <literal>Typeable</literal>, 
+and <literal>Data</literal>, for which the built-in derivation applies (section
+4.3.3. of the Haskell Report).
+(For the standard classes <literal>Eq</literal>, <literal>Ord</literal>,
+<literal>Ix</literal>, and <literal>Bounded</literal> it is immaterial whether
+the standard method is used or the one described here.)
+</para>
 </sect3>
 
 </sect2>
 
+<sect2 id="typing-binds">
+<title>Generalised typing of mutually recursive bindings</title>
+
+<para>
+The Haskell Report specifies that a group of bindings (at top level, or in a
+<literal>let</literal> or <literal>where</literal>) should be sorted into
+strongly-connected components, and then type-checked in dependency order
+(<ulink url="http://haskell.org/onlinereport/decls.html#sect4.5.1">Haskell
+Report, Section 4.5.1</ulink>).  
+As each group is type-checked, any binders of the group that
+have
+an explicit type signature are put in the type environment with the specified
+polymorphic type,
+and all others are monomorphic until the group is generalised 
+(<ulink url="http://haskell.org/onlinereport/decls.html#sect4.5.2">Haskell Report, Section 4.5.2</ulink>).
+</para>
+
+<para>Following a suggestion of Mark Jones, in his paper
+<ulink url="http://www.cse.ogi.edu/~mpj/thih/">Typing Haskell in
+Haskell</ulink>,
+GHC implements a more general scheme.  If <option>-fglasgow-exts</option> is
+specified:
+<emphasis>the dependency analysis ignores references to variables that have an explicit
+type signature</emphasis>.
+As a result of this refined dependency analysis, the dependency groups are smaller, and more bindings will
+typecheck.  For example, consider:
+<programlisting>
+  f :: Eq a =&gt; a -> Bool
+  f x = (x == x) || g True || g "Yes"
+  
+  g y = (y &lt;= y) || f True
+</programlisting>
+This is rejected by Haskell 98, but under Jones's scheme the definition for
+<literal>g</literal> is typechecked first, separately from that for
+<literal>f</literal>,
+because the reference to <literal>f</literal> in <literal>g</literal>'s right
+hand side is ingored by the dependency analysis.  Then <literal>g</literal>'s
+type is generalised, to get
+<programlisting>
+  g :: Ord a =&gt; a -> Bool
+</programlisting>
+Now, the defintion for <literal>f</literal> is typechecked, with this type for
+<literal>g</literal> in the type environment.
+</para>
+
+<para>
+The same refined dependency analysis also allows the type signatures of 
+mutually-recursive functions to have different contexts, something that is illegal in
+Haskell 98 (Section 4.5.2, last sentence).  With
+<option>-fglasgow-exts</option>
+GHC only insists that the type signatures of a <emphasis>refined</emphasis> group have identical
+type signatures; in practice this means that only variables bound by the same
+pattern binding must have the same context.  For example, this is fine:
+<programlisting>
+  f :: Eq a =&gt; a -> Bool
+  f x = (x == x) || g True
+  
+  g :: Ord a =&gt; a -> Bool
+  g y = (y &lt;= y) || f True
+</programlisting>
+</para>
+</sect2>
 
 </sect1>
 <!-- ==================== End of type system extensions =================  -->
@@ -3332,9 +3910,9 @@ for these <literal>Terms</literal>:
   eval :: Term a -> a
   eval (Lit i)             = i
   eval (Succ t)     = 1 + eval t
-  eval (IsZero i)   = eval i == 0
+  eval (IsZero t)   = eval t == 0
   eval (If b e1 e2) = if eval b then eval e1 else eval e2
-  eval (Pair e1 e2) = (eval e2, eval e2)
+  eval (Pair e1 e2) = (eval e1, eval e2)
 </programlisting>
 These and many other examples are given in papers by Hongwei Xi, and Tim Sheard.
 </para>
@@ -3366,9 +3944,55 @@ type above, the type of each constructor must end with <literal> ... -> Term ...
 </para></listitem>
 
 <listitem><para>
-You cannot use a <literal>deriving</literal> clause on a GADT-style data type declaration,
-nor can you use record syntax.  (It's not clear what these constructs would mean.  For example,
-the record selectors might ill-typed.)  However, you can use strictness annotations, in the obvious places
+You can use record syntax on a GADT-style data type declaration:
+
+<programlisting>
+  data Term a where
+      Lit    { val  :: Int }      :: Term Int
+      Succ   { num  :: Term Int } :: Term Int
+      Pred   { num  :: Term Int } :: Term Int
+      IsZero { arg  :: Term Int } :: Term Bool 
+      Pair   { arg1 :: Term a
+             , arg2 :: Term b
+             }                    :: Term (a,b)
+      If     { cnd  :: Term Bool
+             , tru  :: Term a
+             , fls  :: Term a
+             }                    :: Term a
+</programlisting>
+For every constructor that has a field <literal>f</literal>, (a) the type of
+field <literal>f</literal> must be the same; and (b) the
+result type of the constructor must be the same; both modulo alpha conversion.
+Hence, in our example, we cannot merge the <literal>num</literal> and <literal>arg</literal>
+fields above into a 
+single name.  Although their field types are both <literal>Term Int</literal>,
+their selector functions actually have different types:
+
+<programlisting>
+  num :: Term Int -> Term Int
+  arg :: Term Bool -> Term Int
+</programlisting>
+
+At the moment, record updates are not yet possible with GADT, so support is 
+limited to record construction, selection and pattern matching:
+
+<programlisting>
+  someTerm :: Term Bool
+  someTerm = IsZero { arg = Succ { num = Lit { val = 0 } } }
+
+  eval :: Term a -> a
+  eval Lit    { val = i } = i
+  eval Succ   { num = t } = eval t + 1
+  eval Pred   { num = t } = eval t - 1
+  eval IsZero { arg = t } = eval t == 0
+  eval Pair   { arg1 = t1, arg2 = t2 } = (eval t1, eval t2)
+  eval t@If{} = if eval (cnd t) then eval (tru t) else eval (fls t)
+</programlisting>
+
+</para></listitem>
+
+<listitem><para>
+You can use strictness annotations, in the obvious places
 in the constructor type:
 <programlisting>
   data Term a where
@@ -3379,6 +4003,23 @@ in the constructor type:
 </para></listitem>
 
 <listitem><para>
+You can use a <literal>deriving</literal> clause on a GADT-style data type
+declaration, but only if the data type could also have been declared in
+Haskell-98 syntax.   For example, these two declarations are equivalent
+<programlisting>
+  data Maybe1 a where {
+      Nothing1 :: Maybe a ;
+      Just1    :: a -> Maybe a
+    } deriving( Eq, Ord )
+
+  data Maybe2 a = Nothing2 | Just2 a 
+       deriving( Eq, Ord )
+</programlisting>
+This simply allows you to declare a vanilla Haskell-98 data type using the
+<literal>where</literal> form without losing the <literal>deriving</literal> clause.
+</para></listitem>
+
+<listitem><para>
 Pattern matching causes type refinement.  For example, in the right hand side of the equation
 <programlisting>
   eval :: Term a -> a
@@ -3406,7 +4047,7 @@ the result type of the <literal>case</literal> expression.  Hence the addition <
 <para>Notice that GADTs generalise existential types.  For example, these two declarations are equivalent:
 <programlisting>
   data T a = forall b. MkT b (b->a)
-  data T' a where { MKT :: b -> (b->a) -> T a }
+  data T' a where { MKT :: b -> (b->a) -> T' a }
 </programlisting>
 </para>
 </sect1>
@@ -3462,9 +4103,11 @@ Tim Sheard is going to expand it.)
                  </para>
              <para> A splice can occur in place of 
                  <itemizedlist>
-                   <listitem><para> an expression; the spliced expression must have type <literal>Expr</literal></para></listitem>
+                   <listitem><para> an expression; the spliced expression must
+                   have type <literal>Q Exp</literal></para></listitem>
                    <listitem><para> a list of top-level declarations; ; the spliced expression must have type <literal>Q [Dec]</literal></para></listitem>
-                   <listitem><para> a type; the spliced expression must have type <literal>Type</literal>.</para></listitem>
+                   <listitem><para> [Planned, but not implemented yet.] a
+                   type; the spliced expression must have type <literal>Q Typ</literal>.</para></listitem>
                    </itemizedlist>
           (Note that the syntax for a declaration splice uses "<literal>$</literal>" not "<literal>splice</literal>" as in
        the paper. Also the type of the enclosed expression must be  <literal>Q [Dec]</literal>, not  <literal>[Q Dec]</literal>
@@ -3479,7 +4122,7 @@ Tim Sheard is going to expand it.)
                              the quotation has type <literal>Expr</literal>.</para></listitem>
                    <listitem><para> <literal>[d| ... |]</literal>, where the "..." is a list of top-level declarations;
                              the quotation has type <literal>Q [Dec]</literal>.</para></listitem>
-                   <listitem><para> <literal>[t| ... |]</literal>, where the "..." is a type; 
+                   <listitem><para>  [Planned, but not implemented yet.]  <literal>[t| ... |]</literal>, where the "..." is a type; 
                              the quotation has type <literal>Type</literal>.</para></listitem>
                  </itemizedlist></para></listitem>
 
@@ -3641,7 +4284,7 @@ What follows is a brief introduction to the notation;
 it won't make much sense unless you've read Hughes's paper.
 This notation is translated to ordinary Haskell,
 using combinators from the
-<ulink url="../libraries/base/Control.Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
+<ulink url="../libraries/base/Control-Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
 module.
 </para>
 
@@ -3725,7 +4368,7 @@ proc x -> f x -&lt;&lt; x+1
 </screen>
 which is equivalent to
 <screen>
-arr (\ x -> (f, x+1)) >>> app
+arr (\ x -> (f x, x+1)) >>> app
 </screen>
 so in this case the arrow must belong to the <literal>ArrowApply</literal>
 class.
@@ -3754,7 +4397,7 @@ the arrow <literal>f</literal>, and matches its output against
 <literal>y</literal>.
 In the next line, the output is discarded.
 The arrow <function>returnA</function> is defined in the
-<ulink url="../libraries/base/Control.Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
+<ulink url="../libraries/base/Control-Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
 module as <literal>arr id</literal>.
 The above example is treated as an abbreviation for
 <screen>
@@ -3771,7 +4414,7 @@ arr (\ x -> (x, x)) >>>
 Note that variables not used later in the composition are projected out.
 After simplification using rewrite rules (see <xref linkend="rewrite-rules"/>)
 defined in the
-<ulink url="../libraries/base/Control.Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
+<ulink url="../libraries/base/Control-Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>
 module, this reduces to
 <screen>
 arr (\ x -> (x+1, x)) >>>
@@ -4066,7 +4709,7 @@ additional restrictions:
 <listitem>
 <para>
 The module must import
-<ulink url="../libraries/base/Control.Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>.
+<ulink url="../libraries/base/Control-Arrow.html"><literal>Control.Arrow</literal></ulink>.
 </para>
 </listitem>
 
@@ -4162,12 +4805,13 @@ can still define and use your own versions of
 </para>
 
 <para>
-To have the compiler ignore uses of assert, use the compiler option
-<option>-fignore-asserts</option>. <indexterm><primary>-fignore-asserts
-option</primary></indexterm> That is, expressions of the form
+GHC ignores assertions when optimisation is turned on with the
+      <option>-O</option><indexterm><primary><option>-O</option></primary></indexterm> flag.  That is, expressions of the form
 <literal>assert pred e</literal> will be rewritten to
-<literal>e</literal>.
-</para>
+<literal>e</literal>.  You can also disable assertions using the
+      <option>-fignore-asserts</option>
+      option<indexterm><primary><option>-fignore-asserts</option></primary>
+      </indexterm>.</para>
 
 <para>
 Assertion failures can be caught, see the documentation for the
@@ -4224,7 +4868,7 @@ Assertion failures can be caught, see the documentation for the
        </listitem>
 
        <listitem>
-         <para>You can deprecate a function, class, or type, with the
+         <para>You can deprecate a function, class, type, or data constructor, with the
          following top-level declaration:</para>
 <programlisting>
    {-# DEPRECATED f, C, T "Don't use these" #-}
@@ -4232,6 +4876,13 @@ Assertion failures can be caught, see the documentation for the
          <para>When you compile any module that imports and uses any
           of the specified entities, GHC will print the specified
           message.</para>
+         <para> You can only depecate entities declared at top level in the module
+         being compiled, and you can only use unqualified names in the list of
+         entities being deprecated.  A capitalised name, such as <literal>T</literal>
+         refers to <emphasis>either</emphasis> the type constructor <literal>T</literal>
+         <emphasis>or</emphasis> the data constructor <literal>T</literal>, or both if
+         both are in scope.  If both are in scope, there is currently no way to deprecate 
+         one without the other (c.f. fixities <xref linkend="infix-tycons"/>).</para>
        </listitem>
       </itemizedlist>
       Any use of the deprecated item, or of anything from a deprecated
@@ -4423,6 +5074,29 @@ key_function :: Int -> String -> (Bool, Double)
       </sect3>
     </sect2>
 
+    <sect2 id="language-pragma">
+      <title>LANGUAGE pragma</title>
+
+      <indexterm><primary>LANGUAGE</primary><secondary>pragma</secondary></indexterm>
+      <indexterm><primary>pragma</primary><secondary>LANGUAGE</secondary></indexterm>
+
+      <para>This allows language extensions to be enabled in a portable way.
+       It is the intention that all Haskell compilers support the
+       <literal>LANGUAGE</literal> pragma with the same syntax, although not
+       all extensions are supported by all compilers, of
+       course.  The <literal>LANGUAGE</literal> pragma should be used instead
+       of <literal>OPTIONS_GHC</literal>, if possible.</para>
+
+      <para>For example, to enable the FFI and preprocessing with CPP:</para>
+
+<programlisting>{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface, CPP #-}</programlisting>
+
+      <para>Any extension from the <literal>Extension</literal> type defined in
+       <ulink
+         url="../libraries/Cabal/Language-Haskell-Extension.html"><literal>Language.Haskell.Extension</literal></ulink> may be used.  GHC will report an error if any of the requested extensions are not supported.</para>
+    </sect2>
+
+
     <sect2 id="line-pragma">
       <title>LINE pragma</title>
 
@@ -4433,9 +5107,7 @@ key_function :: Int -> String -> (Bool, Double)
       code.  It lets you specify the line number and filename of the
       original code; for example</para>
 
-<programlisting>
-{-# LINE 42 "Foo.vhs" #-}
-</programlisting>
+<programlisting>{-# LINE 42 "Foo.vhs" #-}</programlisting>
 
       <para>if you'd generated the current file from something called
       <filename>Foo.vhs</filename> and this line corresponds to line
@@ -4480,7 +5152,7 @@ key_function :: Int -> String -> (Bool, Double)
       overloaded function:</para>
 
 <programlisting>
-hammeredLookup :: Ord key => [(key, value)] -> key -> value
+  hammeredLookup :: Ord key => [(key, value)] -> key -> value
 </programlisting>
 
       <para>If it is heavily used on lists with
@@ -4488,7 +5160,7 @@ hammeredLookup :: Ord key => [(key, value)] -> key -> value
       follows:</para>
 
 <programlisting>
-{-# SPECIALIZE hammeredLookup :: [(Widget, value)] -> Widget -> value #-}
+  {-# SPECIALIZE hammeredLookup :: [(Widget, value)] -> Widget -> value #-}
 </programlisting>
 
       <para>A <literal>SPECIALIZE</literal> pragma for a function can
@@ -4499,7 +5171,64 @@ hammeredLookup :: Ord key => [(key, value)] -> key -> value
       (see <xref linkend="rewrite-rules"/>) that rewrites a call to the
       un-specialised function into a call to the specialised one.</para>
 
-      <para>In earlier versions of GHC, it was possible to provide your own
+      <para>The type in a SPECIALIZE pragma can be any type that is less
+       polymorphic than the type of the original function.  In concrete terms,
+       if the original function is <literal>f</literal> then the pragma
+<programlisting>
+  {-# SPECIALIZE f :: &lt;type&gt; #-}
+</programlisting>
+      is valid if and only if the defintion
+<programlisting>
+  f_spec :: &lt;type&gt;
+  f_spec = f
+</programlisting>
+      is valid.  Here are some examples (where we only give the type signature
+      for the original function, not its code):
+<programlisting>
+  f :: Eq a => a -> b -> b
+  {-# SPECIALISE f :: Int -> b -> b #-}
+
+  g :: (Eq a, Ix b) => a -> b -> b
+  {-# SPECIALISE g :: (Eq a) => a -> Int -> Int #-}
+
+  h :: Eq a => a -> a -> a
+  {-# SPECIALISE h :: (Eq a) => [a] -> [a] -> [a] #-}
+</programlisting>  
+The last of these examples will generate a 
+RULE with a somewhat-complex left-hand side (try it yourself), so it might not fire very
+well.  If you use this kind of specialisation, let us know how well it works.
+</para>
+
+<para>A <literal>SPECIALIZE</literal> pragma can optionally be followed with a
+<literal>INLINE</literal> or <literal>NOINLINE</literal> pragma, optionally 
+followed by a phase, as described in <xref linkend="inline-noinline-pragma"/>.
+The <literal>INLINE</literal> pragma affects the specialised verison of the
+function (only), and applies even if the function is recursive.  The motivating
+example is this:
+<programlisting>
+-- A GADT for arrays with type-indexed representation
+data Arr e where
+  ArrInt :: !Int -> ByteArray# -> Arr Int
+  ArrPair :: !Int -> Arr e1 -> Arr e2 -> Arr (e1, e2)
+
+(!:) :: Arr e -> Int -> e
+{-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr Int -> Int -> Int #-}
+{-# SPECIALISE INLINE (!:) :: Arr (a, b) -> Int -> (a, b) #-}
+(ArrInt _ ba)     !: (I# i) = I# (indexIntArray# ba i)
+(ArrPair _ a1 a2) !: i      = (a1 !: i, a2 !: i)
+</programlisting>
+Here, <literal>(!:)</literal> is a recursive function that indexes arrays
+of type <literal>Arr e</literal>.  Consider a call to  <literal>(!:)</literal>
+at type <literal>(Int,Int)</literal>.  The second specialisation will fire, and
+the specialised function will be inlined.  It has two calls to
+<literal>(!:)</literal>,
+both at type <literal>Int</literal>.  Both these calls fire the first
+specialisation, whose body is also inlined.  The result is a type-based
+unrolling of the indexing function.</para>
+<para>Warning: you can make GHC diverge by using <literal>SPECIALISE INLINE</literal>
+on an ordinarily-recursive function.</para>
+
+      <para>Note: In earlier versions of GHC, it was possible to provide your own
       specialised function for a given type:
 
 <programlisting>