[project @ 2001-03-19 16:20:44 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / coreSyn / CoreUtils.lhs
index 363cecb..00d5723 100644 (file)
@@ -1,71 +1,77 @@
 %
-% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
 %
 \section[CoreUtils]{Utility functions on @Core@ syntax}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
 module CoreUtils (
-       coreExprType, coreAltsType,
+       -- Construction
+       mkNote, mkInlineMe, mkSCC, mkCoerce,
+       bindNonRec, mkIfThenElse, mkAltExpr,
+        mkPiType,
 
-       substCoreExpr
+       -- Taking expressions apart
+       findDefault, findAlt,
 
-       , mkCoreIfThenElse
-       , mkErrorApp, escErrorMsg
-       , argToExpr
-       , unTagBinders, unTagBindersAlts
-       , manifestlyWHNF, manifestlyBottom
-{-     exprSmallEnoughToDup,
-       coreExprArity,
-       isWrapperFor,
-       maybeErrorApp,
-       nonErrorRHSs,
-       squashableDictishCcExpr,
+       -- Properties of expressions
+       exprType, coreAltsType, 
+       exprIsBottom, exprIsDupable, exprIsTrivial, exprIsCheap, 
+       exprIsValue,exprOkForSpeculation, exprIsBig, 
+       exprIsConApp_maybe, exprIsAtom,
+       idAppIsBottom, idAppIsCheap,
+       exprArity,
 
--}  ) where
+       -- Expr transformation
+       etaReduce, etaExpand,
+       exprArity, exprEtaExpandArity, 
 
-import Ubiq
-import IdLoop  -- for pananoia-checking purposes
+       -- Size
+       coreBindsSize,
 
-import CoreSyn
+       -- Hashing
+       hashExpr,
 
-import CostCentre      ( isDictCC )
-import Id              ( idType, mkSysLocal, getIdArity, isBottomingId,
-                         addOneToIdEnv, growIdEnvList, lookupIdEnv,
-                         isNullIdEnv, IdEnv(..),
-                         GenId{-instances-}
-                       )
-import IdInfo          ( arityMaybe )
-import Literal         ( literalType, isNoRepLit, Literal(..) )
-import Maybes          ( catMaybes )
-import PprCore         ( GenCoreExpr{-instances-}, GenCoreArg{-instances-} )
-import PprStyle                ( PprStyle(..) )
-import PprType         ( GenType{-instances-}, GenTyVar{-instance-} )
-import Pretty          ( ppAboves )
-import PrelInfo                ( trueDataCon, falseDataCon,
-                         augmentId, buildId,
-                         pAT_ERROR_ID
-                       )
-import PrimOp          ( primOpType, PrimOp(..) )
-import SrcLoc          ( mkUnknownSrcLoc )
-import TyVar           ( isNullTyVarEnv, TyVarEnv(..), GenTyVar{-instances-} )
-import Type            ( mkFunTys, mkForAllTy, mkForAllUsageTy,
-                         getFunTy_maybe, applyTy, splitSigmaTy
+       -- Equality
+       cheapEqExpr, eqExpr, applyTypeToArgs
+    ) where
+
+#include "HsVersions.h"
+
+
+import GlaExts         -- For `xori` 
+
+import CoreSyn
+import CoreFVs         ( exprFreeVars )
+import PprCore         ( pprCoreExpr )
+import Var             ( Var, isId, isTyVar )
+import VarSet
+import VarEnv
+import Name            ( hashName )
+import Literal         ( hashLiteral, literalType, litIsDupable )
+import DataCon         ( DataCon, dataConRepArity )
+import PrimOp          ( primOpOkForSpeculation, primOpIsCheap, 
+                         primOpIsDupable )
+import Id              ( Id, idType, globalIdDetails, idStrictness, idLBVarInfo, 
+                         mkWildId, idArity, idName, idUnfolding, idInfo, isOneShotLambda,
+                         isDataConId_maybe, isPrimOpId_maybe, mkSysLocal, hasNoBinding
                        )
-import Unique          ( Unique{-instances-} )
-import UniqSupply      ( initUs, returnUs, thenUs,
-                         mapUs, mapAndUnzipUs,
-                         UniqSM(..), UniqSupply
+import IdInfo          ( LBVarInfo(..),  
+                         GlobalIdDetails(..),
+                         megaSeqIdInfo )
+import Demand          ( appIsBottom )
+import Type            ( Type, mkFunTy, mkForAllTy, splitFunTy_maybe, 
+                         applyTys, isUnLiftedType, seqType, mkUTy, mkTyVarTy,
+                         splitForAllTy_maybe, splitNewType_maybe
                        )
-import Util            ( zipEqual, panic, pprPanic, assertPanic )
-
-type TypeEnv = TyVarEnv Type
-applyUsage = panic "CoreUtils.applyUsage:ToDo"
-dup_binder = panic "CoreUtils.dup_binder"
-applyTypeEnvToTy = panic "CoreUtils.applyTypeEnvToTy"
+import TysWiredIn      ( boolTy, trueDataCon, falseDataCon )
+import CostCentre      ( CostCentre )
+import UniqSupply      ( UniqSupply, splitUniqSupply, uniqFromSupply )
+import Maybes          ( maybeToBool )
+import Outputable
+import TysPrim         ( alphaTy )     -- Debugging only
 \end{code}
 
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{Find the type of a Core atom/expression}
@@ -73,737 +79,859 @@ applyTypeEnvToTy = panic "CoreUtils.applyTypeEnvToTy"
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-coreExprType :: CoreExpr -> Type
-
-coreExprType (Var var) = idType   var
-coreExprType (Lit lit) = literalType lit
-
-coreExprType (Let _ body)      = coreExprType body
-coreExprType (SCC _ expr)      = coreExprType expr
-coreExprType (Case _ alts)     = coreAltsType alts
-
--- a Con is a fully-saturated application of a data constructor
--- a Prim is <ditto> of a PrimOp
-
-coreExprType (Con con args) = applyTypeToArgs (idType    con) args
-coreExprType (Prim op args) = applyTypeToArgs (primOpType op) args
-
-coreExprType (Lam (ValBinder binder) expr)
-  = mkFunTys [idType binder] (coreExprType expr)
-
-coreExprType (Lam (TyBinder tyvar) expr)
-  = mkForAllTy tyvar (coreExprType expr)
-
-coreExprType (Lam (UsageBinder uvar) expr)
-  = mkForAllUsageTy uvar (panic "coreExprType:Lam UsageBinder") (coreExprType expr)
-
-coreExprType (App expr (TyArg ty))
-  = applyTy (coreExprType expr) ty
+exprType :: CoreExpr -> Type
+
+exprType (Var var)             = idType var
+exprType (Lit lit)             = literalType lit
+exprType (Let _ body)          = exprType body
+exprType (Case _ _ alts)        = coreAltsType alts
+exprType (Note (Coerce ty _) e) = ty  -- **! should take usage from e
+exprType (Note other_note e)    = exprType e
+exprType (Lam binder expr)      = mkPiType binder (exprType expr)
+exprType e@(App _ _)
+  = case collectArgs e of
+       (fun, args) -> applyTypeToArgs e (exprType fun) args
+
+exprType other = pprTrace "exprType" (pprCoreExpr other) alphaTy
+
+coreAltsType :: [CoreAlt] -> Type
+coreAltsType ((_,_,rhs) : _) = exprType rhs
+\end{code}
 
-coreExprType (App expr (UsageArg use))
-  = applyUsage (coreExprType expr) use
+@mkPiType@ makes a (->) type or a forall type, depending on whether
+it is given a type variable or a term variable.  We cleverly use the
+lbvarinfo field to figure out the right annotation for the arrove in
+case of a term variable.
 
-coreExprType (App expr val_arg)
-  = ASSERT(isValArg val_arg)
-    let
-       fun_ty = coreExprType expr
-    in
-    case (getFunTy_maybe fun_ty) of
-         Just (_, result_ty) -> result_ty
-#ifdef DEBUG
-         Nothing -> pprPanic "coreExprType:\n"
-               (ppAboves [ppr PprDebug fun_ty,
-                          ppr PprShowAll (App expr val_arg)])
-#endif
+\begin{code}
+mkPiType :: Var -> Type -> Type                -- The more polymorphic version doesn't work...
+mkPiType v ty | isId v    = (case idLBVarInfo v of
+                               LBVarInfo u -> mkUTy u
+                               otherwise   -> id) $
+                            mkFunTy (idType v) ty
+             | isTyVar v = mkForAllTy v ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
-coreAltsType :: CoreCaseAlts -> Type
+-- The first argument is just for debugging
+applyTypeToArgs :: CoreExpr -> Type -> [CoreExpr] -> Type
+applyTypeToArgs e op_ty [] = op_ty
 
-coreAltsType (AlgAlts [] deflt)         = default_ty deflt
-coreAltsType (AlgAlts ((_,_,rhs1):_) _) = coreExprType rhs1
-
-coreAltsType (PrimAlts [] deflt)       = default_ty deflt
-coreAltsType (PrimAlts ((_,rhs1):_) _) = coreExprType rhs1
-
-default_ty NoDefault           = panic "coreExprType:Case:default_ty"
-default_ty (BindDefault _ rhs) = coreExprType rhs
+applyTypeToArgs e op_ty (Type ty : args)
+  =    -- Accumulate type arguments so we can instantiate all at once
+    applyTypeToArgs e (applyTys op_ty tys) rest_args
+  where
+    (tys, rest_args)        = go [ty] args
+    go tys (Type ty : args) = go (ty:tys) args
+    go tys rest_args       = (reverse tys, rest_args)
+
+applyTypeToArgs e op_ty (other_arg : args)
+  = case (splitFunTy_maybe op_ty) of
+       Just (_, res_ty) -> applyTypeToArgs e res_ty args
+       Nothing -> pprPanic "applyTypeToArgs" (pprCoreExpr e)
 \end{code}
 
-\begin{code}
-applyTypeToArgs = panic "applyTypeToArgs"
-\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Routines to manufacture bits of @CoreExpr@}
+\subsection{Attaching notes}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-\begin{code}
-mkCoreIfThenElse (Var bool) then_expr else_expr
-    | bool == trueDataCon   = then_expr
-    | bool == falseDataCon  = else_expr
-
-mkCoreIfThenElse guard then_expr else_expr
-  = Case guard
-      (AlgAlts [ (trueDataCon,  [], then_expr),
-                (falseDataCon, [], else_expr) ]
-       NoDefault )
-\end{code}
+mkNote removes redundant coercions, and SCCs where possible
 
 \begin{code}
-mkErrorApp :: Type -> Id -> String -> CoreExpr
-
-mkErrorApp ty str_var error_msg
-  = Let (NonRec str_var (Lit (NoRepStr (_PK_ error_msg)))) (
-    mkApp (Var pAT_ERROR_ID) [] [ty] [VarArg str_var])
-
-escErrorMsg [] = []
-escErrorMsg ('%':xs) = '%' : '%' : escErrorMsg xs
-escErrorMsg (x:xs)   = x : escErrorMsg xs
+mkNote :: Note -> CoreExpr -> CoreExpr
+mkNote (Coerce to_ty from_ty) expr = mkCoerce to_ty from_ty expr
+mkNote (SCC cc)        expr               = mkSCC cc expr
+mkNote InlineMe expr              = mkInlineMe expr
+mkNote note     expr              = Note note expr
+
+-- Slide InlineCall in around the function
+--     No longer necessary I think (SLPJ Apr 99)
+-- mkNote InlineCall (App f a) = App (mkNote InlineCall f) a
+-- mkNote InlineCall (Var v)   = Note InlineCall (Var v)
+-- mkNote InlineCall expr      = expr
 \end{code}
 
-For making @Apps@ and @Lets@, we must take appropriate evasive
-action if the thing being bound has unboxed type.  @mkCoApp@ requires
-a name supply to do its work.  Other-monad code will call @mkCoApp@
-through its own interface function (e.g., the desugarer uses
-@mkCoAppDs@).
-
-@mkCoApp@, @mkCoCon@ and @mkCoPrim@ also handle the
-arguments-must-be-atoms constraint.
+Drop trivial InlineMe's.  This is somewhat important, because if we have an unfolding
+that looks like        (Note InlineMe (Var v)), the InlineMe doesn't go away because it may
+not be *applied* to anything.
+
+We don't use exprIsTrivial here, though, because we sometimes generate worker/wrapper
+bindings like
+       fw = ...
+       f  = inline_me (coerce t fw)
+As usual, the inline_me prevents the worker from getting inlined back into the wrapper.
+We want the split, so that the coerces can cancel at the call site.  
+
+However, we can get left with tiresome type applications.  Notably, consider
+       f = /\ a -> let t = e in (t, w)
+Then lifting the let out of the big lambda gives
+       t' = /\a -> e
+       f = /\ a -> let t = inline_me (t' a) in (t, w)
+The inline_me is to stop the simplifier inlining t' right back
+into t's RHS.  In the next phase we'll substitute for t (since
+its rhs is trivial) and *then* we could get rid of the inline_me.
+But it hardly seems worth it, so I don't bother.
 
 \begin{code}
-{- LATER:
---mkCoApp :: CoreExpr -> CoreExpr -> UniqSM CoreExpr
-
-mkCoApp e1 (Var v) = returnUs (App e1 (VarArg v))
-mkCoApp e1 (Lit l) = returnUs (App e1 (LitArg l))
-mkCoApp e1 e2
-  = let
-       e2_ty = coreExprType e2
-    in
-    panic "getUnique"  `thenUs` \ uniq ->
-    let
-       new_var = mkSysLocal SLIT("a") uniq e2_ty mkUnknownSrcLoc
-    in
-    returnUs (
-       mkCoLetUnboxedToCase (NonRec new_var e2)
-                            (App e1 (VarArg new_var))
-    )
--}
+mkInlineMe (Var v) = Var v
+mkInlineMe e      = Note InlineMe e
 \end{code}
 
+
+
 \begin{code}
-{-LATER
-mkCoCon  :: Id     -> [CoreExpr] -> UniqSM CoreExpr
-mkCoPrim :: PrimOp -> [CoreExpr] -> UniqSM CoreExpr
+mkCoerce :: Type -> Type -> CoreExpr -> CoreExpr
 
-mkCoCon con args = mkCoThing (Con con) args
-mkCoPrim op args = mkCoThing (Prim op) args
+mkCoerce to_ty from_ty (Note (Coerce to_ty2 from_ty2) expr)
+  = ASSERT( from_ty == to_ty2 )
+    mkCoerce to_ty from_ty2 expr
 
-mkCoThing thing arg_exprs
-  = mapAndUnzipUs expr_to_arg arg_exprs `thenUs` \ (args, maybe_binds) ->
-    returnUs (mkCoLetsUnboxedToCase (catMaybes maybe_binds) (thing args))
-  where
-    expr_to_arg :: CoreExpr
-              -> UniqSM (CoreArg, Maybe CoreBinding)
-
-    expr_to_arg (Var v) = returnUs (VarArg v, Nothing)
-    expr_to_arg (Lit l) = returnUs (LitArg l, Nothing)
-    expr_to_arg other_expr
-      = let
-           e_ty = coreExprType other_expr
-       in
-       panic "getUnique" `thenUs` \ uniq ->
-       let
-           new_var  = mkSysLocal SLIT("a") uniq e_ty mkUnknownSrcLoc
-           new_atom = VarArg new_var
-       in
-       returnUs (new_atom, Just (NonRec new_var other_expr))
--}
+mkCoerce to_ty from_ty expr
+  | to_ty == from_ty = expr
+  | otherwise       = ASSERT( from_ty == exprType expr )
+                      Note (Coerce to_ty from_ty) expr
 \end{code}
 
 \begin{code}
-argToExpr ::
-  GenCoreArg val_occ tyvar uvar -> GenCoreExpr val_bdr val_occ tyvar uvar
+mkSCC :: CostCentre -> Expr b -> Expr b
+       -- Note: Nested SCC's *are* preserved for the benefit of
+       --       cost centre stack profiling (Durham)
 
-argToExpr (VarArg v)   = Var v
-argToExpr (LitArg lit) = Lit lit
+mkSCC cc (Lit lit) = Lit lit
+mkSCC cc (Lam x e) = Lam x (mkSCC cc e)        -- Move _scc_ inside lambda
+mkSCC cc expr     = Note (SCC cc) expr
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Other expression construction}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-{- LATER:
---mkCoApps ::
---  GenCoreExpr val_bdr val_occ tyvar uvar ->
---  [GenCoreExpr val_bdr val_occ tyvar uvar] ->
---  UniqSM(GenCoreExpr val_bdr val_occ tyvar uvar)
-
-mkCoApps fun []  = returnUs fun
-mkCoApps fun (arg:args)
-  = mkCoApp fun arg `thenUs` \ new_fun ->
-    mkCoApps new_fun args
+bindNonRec :: Id -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
+-- (bindNonRec x r b) produces either
+--     let x = r in b
+-- or
+--     case r of x { _DEFAULT_ -> b }
+--
+-- depending on whether x is unlifted or not
+-- It's used by the desugarer to avoid building bindings
+-- that give Core Lint a heart attack.  Actually the simplifier
+-- deals with them perfectly well.
+bindNonRec bndr rhs body 
+  | isUnLiftedType (idType bndr) = Case rhs bndr [(DEFAULT,[],body)]
+  | otherwise                   = Let (NonRec bndr rhs) body
 \end{code}
 
 \begin{code}
-exprSmallEnoughToDup :: GenCoreExpr binder Id -> Bool
-
-exprSmallEnoughToDup (Con _ _ _)   = True      -- Could check # of args
-exprSmallEnoughToDup (Prim op _ _) = not (fragilePrimOp op)    -- Could check # of args
-exprSmallEnoughToDup (Lit lit) = not (isNoRepLit lit)
-
-exprSmallEnoughToDup expr  -- for now, just: <var> applied to <args>
-  = case (collectArgs expr) of { (fun, args) ->
-    case fun of
-      Var v -> v /= buildId
-                && v /= augmentId
-                && length args <= 6 -- or 10 or 1 or 4 or anything smallish.
-      _       -> False
-    }
--}
+mkAltExpr :: AltCon -> [CoreBndr] -> [Type] -> CoreExpr
+       -- This guy constructs the value that the scrutinee must have
+       -- when you are in one particular branch of a case
+mkAltExpr (DataAlt con) args inst_tys
+  = mkConApp con (map Type inst_tys ++ map varToCoreExpr args)
+mkAltExpr (LitAlt lit) [] []
+  = Lit lit
+
+mkIfThenElse :: CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr -> CoreExpr
+mkIfThenElse guard then_expr else_expr
+  = Case guard (mkWildId boolTy) 
+        [ (DataAlt trueDataCon,  [], then_expr),
+          (DataAlt falseDataCon, [], else_expr) ]
 \end{code}
-Question (ADR): What is the above used for?  Is a _ccall_ really small
-enough?
 
-@manifestlyWHNF@ looks at a Core expression and returns \tr{True} if
-it is obviously in weak head normal form.  It isn't a disaster if it
-errs on the conservative side (returning \tr{False})---I've probably
-left something out... [WDP]
 
-\begin{code}
-manifestlyWHNF :: GenCoreExpr bndr Id tyvar uvar -> Bool
-
-manifestlyWHNF (Var _)   = True
-manifestlyWHNF (Lit _)   = True
-manifestlyWHNF (Con _ _)  = True
-manifestlyWHNF (SCC _ e)  = manifestlyWHNF e
-manifestlyWHNF (Let _ e)  = False
-manifestlyWHNF (Case _ _) = False
-
-manifestlyWHNF (Lam (ValBinder _) _) = True
-manifestlyWHNF (Lam other_binder  e) = manifestlyWHNF e
-
-manifestlyWHNF other_expr   -- look for manifest partial application
-  = case (collectArgs other_expr) of { (fun, args) ->
-    case fun of
-      Var f ->  let
-                   num_val_args = numValArgs args
-               in
-               num_val_args == 0 -- Just a type application of
-                                 -- a variable (f t1 t2 t3);
-                                 -- counts as WHNF.
-               ||
-               case (arityMaybe (getIdArity f)) of
-                 Nothing     -> False
-                 Just arity  -> num_val_args < arity
-
-      _ -> False
-    }
-\end{code}
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Taking expressions apart}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-@manifestlyBottom@ looks at a Core expression and returns \tr{True} if
-it is obviously bottom, that is, it will certainly return bottom at
-some point.  It isn't a disaster if it errs on the conservative side
-(returning \tr{False}).
 
 \begin{code}
-manifestlyBottom :: GenCoreExpr bndr Id tyvar uvar -> Bool
-
-manifestlyBottom (Var v)     = isBottomingId v
-manifestlyBottom (Lit _)     = False
-manifestlyBottom (Con  _ _)  = False
-manifestlyBottom (Prim _ _)  = False
-manifestlyBottom (SCC _ e)   = manifestlyBottom e
-manifestlyBottom (Let _ e)   = manifestlyBottom e
-
-  -- We do not assume \x.bottom == bottom:
-manifestlyBottom (Lam (ValBinder _) _) = False
-manifestlyBottom (Lam other_binder  e) = manifestlyBottom e
-
-manifestlyBottom (Case e a)
-  = manifestlyBottom e
-  || (case a of
-       AlgAlts  alts def -> all mbalg  alts && mbdef def
-       PrimAlts alts def -> all mbprim alts && mbdef def
-     )
+findDefault :: [CoreAlt] -> ([CoreAlt], Maybe CoreExpr)
+findDefault []                         = ([], Nothing)
+findDefault ((DEFAULT,args,rhs) : alts) = ASSERT( null alts && null args ) 
+                                         ([], Just rhs)
+findDefault (alt : alts)               = case findDefault alts of 
+                                           (alts', deflt) -> (alt : alts', deflt)
+
+findAlt :: AltCon -> [CoreAlt] -> CoreAlt
+findAlt con alts
+  = go alts
   where
-    mbalg  (_,_,e') = manifestlyBottom e'
-
-    mbprim (_,e')   = manifestlyBottom e'
-
-    mbdef NoDefault          = True
-    mbdef (BindDefault _ e') = manifestlyBottom e'
-
-manifestlyBottom other_expr   -- look for manifest partial application
-  = case (collectArgs other_expr) of { (fun, args) ->
-    case fun of
-      Var f | isBottomingId f -> True
-               -- Application of a function which always gives
-               -- bottom; we treat this as a WHNF, because it
-               -- certainly doesn't need to be shared!
-      _ -> False
-    }
-\end{code}
+    go []          = pprPanic "Missing alternative" (ppr con $$ vcat (map ppr alts))
+    go (alt : alts) | matches alt = alt
+                   | otherwise   = go alts
 
-\begin{code}
-{-LATER:
-coreExprArity
-       :: (Id -> Maybe (GenCoreExpr bndr Id))
-       -> GenCoreExpr bndr Id
-       -> Int
-coreExprArity f (Lam _ expr) = coreExprArity f expr + 1
-coreExprArity f (CoTyLam _ expr) = coreExprArity f expr
-coreExprArity f (App expr arg) = max (coreExprArity f expr - 1) 0
-coreExprArity f (CoTyApp expr _) = coreExprArity f expr
-coreExprArity f (Var v) = max further info
-   where
-       further
-            = case f v of
-               Nothing -> 0
-               Just expr -> coreExprArity f expr
-       info = case (arityMaybe (getIdArity v)) of
-               Nothing    -> 0
-               Just arity -> arity
-coreExprArity f _ = 0
+    matches (DEFAULT, _, _) = True
+    matches (con1, _, _)    = con == con1
 \end{code}
 
-@isWrapperFor@: we want to see exactly:
-\begin{verbatim}
-/\ ... \ args -> case <arg> of ... -> case <arg> of ... -> wrkr <stuff>
-\end{verbatim}
 
-Probably a little too HACKY [WDP].
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Figuring out things about expressions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-\begin{code}
-isWrapperFor :: CoreExpr -> Id -> Bool
+@exprIsTrivial@ is true of expressions we are unconditionally happy to
+               duplicate; simple variables and constants, and type
+               applications.  Note that primop Ids aren't considered
+               trivial unless 
 
-expr `isWrapperFor` var
-  = case (collectBinders  expr) of { (_, _, args, body) -> -- lambdas off the front
-    unravel_casing args body
-    --NO, THANKS: && not (null args)
-    }
-  where
-    var's_worker = getWorkerId (getIdStrictness var)
-
-    is_elem = isIn "isWrapperFor"
-
-    --------------
-    unravel_casing case_ables (Case scrut alts)
-      = case (collectArgs scrut) of { (fun, args) ->
-       case fun of
-         Var scrut_var -> let
-                               answer =
-                                    scrut_var /= var && all (doesn't_mention var) args
-                                 && scrut_var `is_elem` case_ables
-                                 && unravel_alts case_ables alts
-                            in
-                            answer
-
-         _ -> False
-       }
+@exprIsBottom@ is true of expressions that are guaranteed to diverge
 
-    unravel_casing case_ables other_expr
-      = case (collectArgs other_expr) of { (fun, args) ->
-       case fun of
-         Var wrkr -> let
-                           answer =
-                               -- DOESN'T WORK: wrkr == var's_worker
-                               wrkr /= var
-                            && isWorkerId wrkr
-                            && all (doesn't_mention var)  args
-                            && all (only_from case_ables) args
-                       in
-                       answer
-
-         _ -> False
-       }
 
-    --------------
-    unravel_alts case_ables (AlgAlts [(_,params,rhs)] NoDefault)
-      = unravel_casing (params ++ case_ables) rhs
-    unravel_alts case_ables other = False
+\begin{code}
+exprIsTrivial (Var v)
+  | hasNoBinding v                    = idArity v == 0
+       -- WAS: | Just op <- isPrimOpId_maybe v      = primOpIsDupable op
+       -- The idea here is that a constructor worker, like $wJust, is
+       -- really short for (\x -> $wJust x), becuase $wJust has no binding.
+       -- So it should be treated like a lambda.
+       -- Ditto unsaturated primops.
+       -- This came up when dealing with eta expansion/reduction for
+       --      x = $wJust
+       -- Here we want to eta-expand.  This looks like an optimisation,
+       -- but it's important (albeit tiresome) that CoreSat doesn't increase 
+       -- anything's arity
+  | otherwise                          = True
+exprIsTrivial (Type _)                = True
+exprIsTrivial (Lit lit)               = True
+exprIsTrivial (App e arg)             = isTypeArg arg && exprIsTrivial e
+exprIsTrivial (Note _ e)              = exprIsTrivial e
+exprIsTrivial (Lam b body) | isTyVar b = exprIsTrivial body
+exprIsTrivial other                   = False
+
+exprIsAtom :: CoreExpr -> Bool
+-- Used to decide whether to let-binding an STG argument
+-- when compiling to ILX => type applications are not allowed
+exprIsAtom (Var v)    = True   -- primOpIsDupable?
+exprIsAtom (Lit lit)  = True
+exprIsAtom (Type ty)  = True
+exprIsAtom (Note (SCC _) e) = False
+exprIsAtom (Note _ e) = exprIsAtom e
+exprIsAtom other      = False
+\end{code}
 
-    -------------------------
-    doesn't_mention var (ValArg (VarArg v)) = v /= var
-    doesn't_mention var other = True
 
-    -------------------------
-    only_from case_ables (ValArg (VarArg v)) = v `is_elem` case_ables
-    only_from case_ables other = True
--}
-\end{code}
+@exprIsDupable@        is true of expressions that can be duplicated at a modest
+               cost in code size.  This will only happen in different case
+               branches, so there's no issue about duplicating work.
 
-All the following functions operate on binders, perform a uniform
-transformation on them; ie. the function @(\ x -> (x,False))@
-annotates all binders with False.
+               That is, exprIsDupable returns True of (f x) even if
+               f is very very expensive to call.
 
-\begin{code}
-unTagBinders :: GenCoreExpr (Id,tag) bdee tv uv -> GenCoreExpr Id bdee tv uv
-unTagBinders expr = bop_expr fst expr
+               Its only purpose is to avoid fruitless let-binding
+               and then inlining of case join points
 
-unTagBindersAlts :: GenCoreCaseAlts (Id,tag) bdee tv uv -> GenCoreCaseAlts Id bdee tv uv
-unTagBindersAlts alts = bop_alts fst alts
-\end{code}
 
 \begin{code}
-bop_expr  :: (a -> b) -> GenCoreExpr a bdee tv uv -> GenCoreExpr b bdee tv uv
-
-bop_expr f (Var b)          = Var b
-bop_expr f (Lit lit)        = Lit lit
-bop_expr f (Con con args)    = Con con args
-bop_expr f (Prim op args)    = Prim op args
-bop_expr f (Lam binder expr) = Lam  (bop_binder f binder) (bop_expr f expr)
-bop_expr f (App expr arg)    = App  (bop_expr f expr) arg
-bop_expr f (SCC label expr)  = SCC  label (bop_expr f expr)
-bop_expr f (Let bind expr)   = Let  (bop_bind f bind) (bop_expr f expr)
-bop_expr f (Case expr alts)  = Case (bop_expr f expr) (bop_alts f alts)
-
-bop_binder f (ValBinder   v) = ValBinder (f v)
-bop_binder f (TyBinder    t) = TyBinder    t
-bop_binder f (UsageBinder u) = UsageBinder u
-
-bop_bind f (NonRec b e)        = NonRec (f b) (bop_expr f e)
-bop_bind f (Rec pairs) = Rec [(f b, bop_expr f e) | (b, e) <- pairs]
-
-bop_alts f (AlgAlts alts deflt)
-  = AlgAlts  [ (con, [f b | b <- binders], bop_expr f e)
-            | (con, binders, e) <- alts ]
-            (bop_deflt f deflt)
-
-bop_alts f (PrimAlts alts deflt)
-  = PrimAlts [ (lit, bop_expr f e) | (lit, e) <- alts ]
-            (bop_deflt f deflt)
-
-bop_deflt f (NoDefault)                 = NoDefault
-bop_deflt f (BindDefault b expr) = BindDefault (f b) (bop_expr f expr)
+exprIsDupable (Type _)         = True
+exprIsDupable (Var v)          = True
+exprIsDupable (Lit lit)        = litIsDupable lit
+exprIsDupable (Note InlineMe e) = True
+exprIsDupable (Note _ e)        = exprIsDupable e
+exprIsDupable expr          
+  = go expr 0
+  where
+    go (Var v)   n_args = True
+    go (App f a) n_args =  n_args < dupAppSize
+                       && exprIsDupable a
+                       && go f (n_args+1)
+    go other n_args    = False
+
+dupAppSize :: Int
+dupAppSize = 4         -- Size of application we are prepared to duplicate
 \end{code}
 
-OLD (but left here because of the nice example): @singleAlt@ checks
-whether a bunch of case alternatives is actually just one alternative.
-It specifically {\em ignores} alternatives which consist of just a
-call to @error@, because they won't result in any code duplication.
+@exprIsCheap@ looks at a Core expression and returns \tr{True} if
+it is obviously in weak head normal form, or is cheap to get to WHNF.
+[Note that that's not the same as exprIsDupable; an expression might be
+big, and hence not dupable, but still cheap.]
 
-Example:
-\begin{verbatim}
-       case (case <something> of
-               True  -> <rhs>
-               False -> error "Foo") of
-       <alts>
+By ``cheap'' we mean a computation we're willing to:
+       push inside a lambda, or
+       inline at more than one place
+That might mean it gets evaluated more than once, instead of being
+shared.  The main examples of things which aren't WHNF but are
+``cheap'' are:
 
-===>
+  *    case e of
+         pi -> ei
+       (where e, and all the ei are cheap)
 
-       case <something> of
-          True ->  case <rhs> of
-                   <alts>
-          False -> case error "Foo" of
-                   <alts>
+  *    let x = e in b
+       (where e and b are cheap)
 
-===>
+  *    op x1 ... xn
+       (where op is a cheap primitive operator)
 
-       case <something> of
-          True ->  case <rhs> of
-                   <alts>
-          False -> error "Foo"
-\end{verbatim}
-Notice that the \tr{<alts>} don't get duplicated.
+  *    error "foo"
+       (because we are happy to substitute it inside a lambda)
 
-\begin{code}
-{- LATER:
-nonErrorRHSs :: GenCoreCaseAlts binder Id -> [GenCoreExpr binder Id]
+Notice that a variable is considered 'cheap': we can push it inside a lambda,
+because sharing will make sure it is only evaluated once.
 
-nonErrorRHSs alts = filter not_error_app (find_rhss alts)
+\begin{code}
+exprIsCheap :: CoreExpr -> Bool
+exprIsCheap (Lit lit)            = True
+exprIsCheap (Type _)             = True
+exprIsCheap (Var _)              = True
+exprIsCheap (Note InlineMe e)            = True
+exprIsCheap (Note _ e)           = exprIsCheap e
+exprIsCheap (Lam x e)            = if isId x then True else exprIsCheap e
+exprIsCheap (Case e _ alts)       = exprIsCheap e && 
+                                   and [exprIsCheap rhs | (_,_,rhs) <- alts]
+       -- Experimentally, treat (case x of ...) as cheap
+       -- (and case __coerce x etc.)
+       -- This improves arities of overloaded functions where
+       -- there is only dictionary selection (no construction) involved
+exprIsCheap (Let (NonRec x _) e)  
+      | isUnLiftedType (idType x) = exprIsCheap e
+      | otherwise                = False
+       -- strict lets always have cheap right hand sides, and
+       -- do no allocation.
+
+exprIsCheap other_expr 
+  = go other_expr 0 True
   where
-    find_rhss (AlgAlts  alts deflt) = [rhs | (_,_,rhs) <- alts] ++ deflt_rhs deflt
-    find_rhss (PrimAlts alts deflt) = [rhs | (_,rhs)   <- alts] ++ deflt_rhs deflt
-
-    deflt_rhs NoDefault           = []
-    deflt_rhs (BindDefault _ rhs) = [rhs]
-
-    not_error_app rhs = case maybeErrorApp rhs Nothing of
-                        Just _  -> False
-                        Nothing -> True
+    go (Var f) n_args args_cheap 
+       = (idAppIsCheap f n_args && args_cheap)
+                       -- A constructor, cheap primop, or partial application
+
+         || idAppIsBottom f n_args 
+                       -- Application of a function which
+                       -- always gives bottom; we treat this as cheap
+                       -- because it certainly doesn't need to be shared!
+       
+    go (App f a) n_args args_cheap 
+       | isTypeArg a = go f n_args       args_cheap
+       | otherwise   = go f (n_args + 1) (exprIsCheap a && args_cheap)
+
+    go other   n_args args_cheap = False
+
+idAppIsCheap :: Id -> Int -> Bool
+idAppIsCheap id n_val_args 
+  | n_val_args == 0 = True     -- Just a type application of
+                               -- a variable (f t1 t2 t3)
+                               -- counts as WHNF
+  | otherwise = case globalIdDetails id of
+                 DataConId _   -> True                 
+                 RecordSelId _ -> True                 -- I'm experimenting with making record selection
+                                                       -- look cheap, so we will substitute it inside a
+                                                       -- lambda.  Particularly for dictionary field selection
+
+                 PrimOpId op   -> primOpIsCheap op     -- In principle we should worry about primops
+                                                       -- that return a type variable, since the result
+                                                       -- might be applied to something, but I'm not going
+                                                       -- to bother to check the number of args
+                 other       -> n_val_args < idArity id
 \end{code}
 
-maybeErrorApp checkes whether an expression is of the form
+exprOkForSpeculation returns True of an expression that it is
 
-       error ty args
+       * safe to evaluate even if normal order eval might not 
+         evaluate the expression at all, or
 
-If so, it returns
+       * safe *not* to evaluate even if normal order would do so
 
-       Just (error ty' args)
+It returns True iff
 
-where ty' is supplied as an argument to maybeErrorApp.
+       the expression guarantees to terminate, 
+       soon, 
+       without raising an exception,
+       without causing a side effect (e.g. writing a mutable variable)
 
-Here's where it is useful:
+E.G.
+       let x = case y# +# 1# of { r# -> I# r# }
+       in E
+==>
+       case y# +# 1# of { r# -> 
+       let x = I# r#
+       in E 
+       }
 
-               case (error ty "Foo" e1 e2) of <alts>
- ===>
-               error ty' "Foo"
+We can only do this if the (y+1) is ok for speculation: it has no
+side effects, and can't diverge or raise an exception.
 
-where ty' is the type of any of the alternatives.
-You might think this never occurs, but see the comments on
-the definition of @singleAlt@.
+\begin{code}
+exprOkForSpeculation :: CoreExpr -> Bool
+exprOkForSpeculation (Lit _)    = True
+exprOkForSpeculation (Var v)    = isUnLiftedType (idType v)
+exprOkForSpeculation (Note _ e) = exprOkForSpeculation e
+exprOkForSpeculation other_expr
+  = go other_expr 0 True
+  where
+    go (Var f) n_args args_ok 
+      = case globalIdDetails f of
+         DataConId _ -> True   -- The strictness of the constructor has already
+                               -- been expressed by its "wrapper", so we don't need
+                               -- to take the arguments into account
+
+         PrimOpId op -> primOpOkForSpeculation op && args_ok
+                               -- A bit conservative: we don't really need
+                               -- to care about lazy arguments, but this is easy
+
+         other -> False
+       
+    go (App f a) n_args args_ok 
+       | isTypeArg a = go f n_args       args_ok
+       | otherwise   = go f (n_args + 1) (exprOkForSpeculation a && args_ok)
+
+    go other n_args args_ok = False
+\end{code}
 
-Note: we *avoid* the case where ty' might end up as a
-primitive type: this is very uncool (totally wrong).
 
-NOTICE: in the example above we threw away e1 and e2, but
-not the string "Foo".  How did we know to do that?
+\begin{code}
+exprIsBottom :: CoreExpr -> Bool       -- True => definitely bottom
+exprIsBottom e = go 0 e
+              where
+               -- n is the number of args
+                go n (Note _ e)   = go n e
+                go n (Let _ e)    = go n e
+                go n (Case e _ _) = go 0 e     -- Just check the scrut
+                go n (App e _)    = go (n+1) e
+                go n (Var v)      = idAppIsBottom v n
+                go n (Lit _)      = False
+                go n (Lam _ _)    = False
+
+idAppIsBottom :: Id -> Int -> Bool
+idAppIsBottom id n_val_args = appIsBottom (idStrictness id) n_val_args
+\end{code}
 
-Answer: for now anyway, we only handle the case of a function
-whose type is of form
+@exprIsValue@ returns true for expressions that are certainly *already* 
+evaluated to WHNF.  This is used to decide wether it's ok to change
+       case x of _ -> e   ===>   e
 
-       bottomingFn :: forall a. t1 -> ... -> tn -> a
-                             ^---------------------^ NB!
+and to decide whether it's safe to discard a `seq`
 
-Furthermore, we only count a bottomingApp if the function is
-applied to more than n args.  If so, we transform:
+So, it does *not* treat variables as evaluated, unless they say they are.
 
-       bottomingFn ty e1 ... en en+1 ... em
-to
-       bottomingFn ty' e1 ... en
+But it *does* treat partial applications and constructor applications
+as values, even if their arguments are non-trivial; 
+       e.g.  (:) (f x) (map f xs)      is a value
+             map (...redex...)         is a value
+Because `seq` on such things completes immediately
 
-That is, we discard en+1 .. em
+A possible worry: constructors with unboxed args:
+               C (f x :: Int#)
+Suppose (f x) diverges; then C (f x) is not a value.  True, but
+this form is illegal (see the invariants in CoreSyn).  Args of unboxed
+type must be ok-for-speculation (or trivial).
 
 \begin{code}
-maybeErrorApp :: GenCoreExpr bndr Id   -- Expr to look at
-             -> Maybe Type         -- Just ty => a result type *already cloned*;
-                                   -- Nothing => don't know result ty; we
-                                   -- *pretend* that the result ty won't be
-                                   -- primitive -- somebody later must
-                                   -- ensure this.
-              -> Maybe (GenCoreExpr bndr Id)
-
-maybeErrorApp expr result_ty_maybe
-  = case collectArgs expr of
-      (Var fun, (TypeArg ty : other_args))
-       | isBottomingId fun
-       && maybeToBool result_ty_maybe -- we *know* the result type
-                                      -- (otherwise: live a fairy-tale existence...)
-       && not (isPrimType result_ty) ->
-       case splitSigmaTy (idType fun) of
-         ([tyvar_tmpl], [], tau_ty) ->
-             case (splitTyArgs tau_ty) of { (arg_tys, res_ty) ->
-             let
-                 n_args_to_keep = length arg_tys
-                 args_to_keep   = take n_args_to_keep other_args
-             in
-             if  res_ty == mkTyVarTemplateTy tyvar_tmpl &&
-                 n_args_to_keep <= length other_args
-             then
-                   -- Phew!  We're in business
-                 Just (mkGenApp (Var fun)
-                             (TypeArg result_ty : args_to_keep))
-             else
-                 Nothing
-             }
-
-         other ->      -- Function type wrong shape
-                   Nothing
-      other -> Nothing
+exprIsValue :: CoreExpr -> Bool                -- True => Value-lambda, constructor, PAP
+exprIsValue (Type ty)    = True        -- Types are honorary Values; we don't mind
+                                       -- copying them
+exprIsValue (Lit l)      = True
+exprIsValue (Lam b e)            = isId b || exprIsValue e
+exprIsValue (Note _ e)           = exprIsValue e
+exprIsValue other_expr
+  = go other_expr 0
   where
-    Just result_ty = result_ty_maybe
+    go (Var f) n_args = idAppIsValue f n_args
+       
+    go (App f a) n_args
+       | isTypeArg a = go f n_args
+       | otherwise   = go f (n_args + 1) 
+
+    go (Note _ f) n_args = go f n_args
+
+    go other n_args = False
+
+idAppIsValue :: Id -> Int -> Bool
+idAppIsValue id n_val_args 
+  = case globalIdDetails id of
+       DataConId _ -> True
+       PrimOpId _  -> n_val_args < idArity id
+       other | n_val_args == 0 -> isEvaldUnfolding (idUnfolding id)
+             | otherwise       -> n_val_args < idArity id
+       -- A worry: what if an Id's unfolding is just itself: 
+       -- then we could get an infinite loop...
 \end{code}
 
 \begin{code}
-squashableDictishCcExpr :: CostCentre -> GenCoreExpr a b -> Bool
-
-squashableDictishCcExpr cc expr
-  = if not (isDictCC cc) then
-       False -- that was easy...
-    else
-       squashable expr -- note: quite like the "atomic_rhs" stuff in simplifier
+exprIsConApp_maybe :: CoreExpr -> Maybe (DataCon, [CoreExpr])
+exprIsConApp_maybe expr
+  = analyse (collectArgs expr)
   where
-    squashable (Var _)      = True
-    squashable (CoTyApp f _)  = squashable f
-    squashable (Con _ _ _)  = True -- I think so... WDP 94/09
-    squashable (Prim _ _ _) = True -- ditto
-    squashable other         = False
--}
+    analyse (Var fun, args)
+       | Just con <- isDataConId_maybe fun,
+         length args >= dataConRepArity con
+               -- Might be > because the arity excludes type args
+       = Just (con,args)
+
+       -- Look through unfoldings, but only cheap ones, because
+       -- we are effectively duplicating the unfolding
+    analyse (Var fun, [])
+       | let unf = idUnfolding fun,
+         isCheapUnfolding unf
+       = exprIsConApp_maybe (unfoldingTemplate unf)
+
+    analyse other = Nothing
 \end{code}
 
+The arity of an expression (in the code-generator sense, i.e. the
+number of lambdas at the beginning).
+
+\begin{code}
+exprArity :: CoreExpr -> Int
+exprArity (Lam x e)
+  | isTyVar x = exprArity e
+  | otherwise = 1 + exprArity e
+exprArity (Note _ e)
+  -- Ignore coercions.   Top level sccs are removed by the final 
+  -- profiling pass, so we ignore those too.
+  = exprArity e
+exprArity _ = 0
+\end{code}
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Core-renaming utils}
+\subsection{Eta reduction and expansion}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+@etaReduce@ trys an eta reduction at the top level of a Core Expr.
+
+e.g.   \ x y -> f x y  ===>  f
+
+But we only do this if it gets rid of a whole lambda, not part.
+The idea is that lambdas are often quite helpful: they indicate
+head normal forms, so we don't want to chuck them away lightly.
+
 \begin{code}
-substCoreExpr  :: ValEnv
-               -> TypeEnv -- TyVar=>Type
-               -> CoreExpr
-               -> UniqSM CoreExpr
-
-substCoreExpr venv tenv expr
-  -- if the envs are empty, then avoid doing anything
-  = if (isNullIdEnv venv && isNullTyVarEnv tenv) then
-       returnUs expr
-    else
-       do_CoreExpr venv tenv expr
+etaReduce :: CoreExpr -> CoreExpr
+               -- ToDo: we should really check that we don't turn a non-bottom
+               -- lambda into a bottom variable.  Sigh
+
+etaReduce expr@(Lam bndr body)
+  = check (reverse binders) body
+  where
+    (binders, body) = collectBinders expr
+
+    check [] body
+       | not (any (`elemVarSet` body_fvs) binders)
+       = body                  -- Success!
+       where
+         body_fvs = exprFreeVars body
+
+    check (b : bs) (App fun arg)
+       |  (varToCoreExpr b `cheapEqExpr` arg)
+       = check bs fun
+
+    check _ _ = expr   -- Bale out
+
+etaReduce expr = expr          -- The common case
 \end{code}
+       
 
-The equiv code for @Types@ is in @TyUtils@.
+\begin{code}
+exprEtaExpandArity :: CoreExpr -> (Int, Bool)  
+-- The Int is number of value args the thing can be 
+--     applied to without doing much work
+-- The Bool is True iff there are enough explicit value lambdas
+--     at the top to make this arity apparent
+--     (but ignore it when arity==0)
+
+-- This is used when eta expanding
+--     e  ==>  \xy -> e x y
+--
+-- It returns 1 (or more) to:
+--     case x of p -> \s -> ...
+-- because for I/O ish things we really want to get that \s to the top.
+-- We are prepared to evaluate x each time round the loop in order to get that
+--
+-- Consider    let x = expensive in \y z -> E
+-- We want this to have arity 2 if the \y-abstraction is a 1-shot lambda
+-- Hence the extra Bool returned by go1
+--     NB: this is particularly important/useful for IO state 
+--     transformers, where we often get
+--             let x = E in \ s -> ...
+--     and the \s is a real-world state token abstraction.  Such 
+--     abstractions are almost invariably 1-shot, so we want to
+--     pull the \s out, past the let x=E.  
+--     The hack is in Id.isOneShotLambda
+
+exprEtaExpandArity e
+  = go 0 e
+  where
+    go :: Int -> CoreExpr -> (Int,Bool)
+    go ar (Lam x e)  | isId x          = go (ar+1) e
+                    | otherwise        = go ar e
+    go ar (Note n e) | ok_note n       = go ar e
+    go ar other                        = (ar + ar', ar' == 0)
+                                       where
+                                         ar' = length (go1 other)
+
+    go1 :: CoreExpr -> [Bool]
+       -- (go1 e) = [b1,..,bn]
+       -- means expression can be rewritten \x_b1 -> ... \x_bn -> body
+       -- where bi is True <=> the lambda is one-shot
+
+    go1 (Note n e) | ok_note n = go1 e
+    go1 (Var v)                        = replicate (idArity v) False   -- When the type of the Id
+                                                               -- encodes one-shot-ness, use
+                                                               -- th iinfo here
+
+       -- Lambdas; increase arity
+    go1 (Lam x e)  | isId x     = isOneShotLambda x : go1 e
+                  | otherwise  = go1 e
+
+       -- Applications; decrease arity
+    go1 (App f (Type _))       = go1 f
+    go1 (App f a)              = case go1 f of
+                                   (one_shot : xs) | one_shot || exprIsCheap a -> xs
+                                   other                                       -> []
+                                                          
+       -- Case/Let; keep arity if either the expression is cheap
+       -- or it's a 1-shot lambda
+    go1 (Case scrut _ alts) = case foldr1 (zipWith (&&)) [go1 rhs | (_,_,rhs) <- alts] of
+                               xs@(one_shot : _) | one_shot || exprIsCheap scrut -> xs
+                               other                                             -> []
+    go1 (Let b e) = case go1 e of
+                     xs@(one_shot : _) | one_shot || all exprIsCheap (rhssOfBind b) -> xs
+                     other                                                          -> []
+
+    go1 other = []
+    
+    ok_note (Coerce _ _) = True
+    ok_note InlineCall   = True
+    ok_note other        = False
+           -- Notice that we do not look through __inline_me__
+           -- This one is a bit more surprising, but consider
+           --  f = _inline_me (\x -> e)
+           -- We DO NOT want to eta expand this to
+           --  f = \x -> (_inline_me (\x -> e)) x
+           -- because the _inline_me gets dropped now it is applied, 
+           -- giving just
+           --  f = \x -> e
+           -- A Bad Idea
+
+min_zero :: [Int] -> Int       -- Find the minimum, but zero is the smallest
+min_zero (x:xs) = go x xs
+               where
+                 go 0   xs                 = 0         -- Nothing beats zero
+                 go min []                 = min
+                 go min (x:xs) | x < min   = go x xs
+                               | otherwise = go min xs 
 
-Because binders aren't necessarily unique: we don't do @plusEnvs@
-(which check for duplicates); rather, we use the shadowing version,
-@growIdEnv@ (and shorthand @addOneToIdEnv@).
+\end{code}
 
-@do_CoreBindings@ takes into account the semantics of a list of
-@CoreBindings@---things defined early in the list are visible later in
-the list, but not vice versa.
 
 \begin{code}
-type ValEnv  = IdEnv CoreExpr
+etaExpand :: Int               -- Add this number of value args
+         -> UniqSupply
+         -> CoreExpr -> Type   -- Expression and its type
+         -> CoreExpr
+-- (etaExpand n us e ty) returns an expression with 
+-- the same meaning as 'e', but with arity 'n'.  
+
+-- Given e' = etaExpand n us e ty
+-- We should have
+--     ty = exprType e = exprType e'
+--
+-- etaExpand deals with for-alls and coerces. For example:
+--             etaExpand 1 E
+-- where  E :: forall a. T
+--       newtype T = MkT (A -> B)
+--
+-- would return
+--     (/\b. coerce T (\y::A -> (coerce (A->B) (E b) y)
+
+-- (case x of { I# x -> /\ a -> coerce T E)
+
+etaExpand n us expr ty
+  | n == 0     -- Saturated, so nothing to do
+  = expr
+
+  | otherwise  -- An unsaturated constructor or primop; eta expand it
+  = case splitForAllTy_maybe ty of { 
+         Just (tv,ty') -> Lam tv (etaExpand n us (App expr (Type (mkTyVarTy tv))) ty')
+
+       ; Nothing ->
+  
+       case splitFunTy_maybe ty of {
+         Just (arg_ty, res_ty) -> Lam arg1 (etaExpand (n-1) us2 (App expr (Var arg1)) res_ty)
+                               where
+                                  arg1       = mkSysLocal SLIT("eta") uniq arg_ty
+                                  (us1, us2) = splitUniqSupply us
+                                  uniq       = uniqFromSupply us1 
+                                  
+       ; Nothing -> 
+  
+       case splitNewType_maybe ty of {
+         Just ty' -> mkCoerce ty ty' (etaExpand n us (mkCoerce ty' ty expr) ty') ;
+  
+         Nothing -> pprTrace "Bad eta expand" (ppr expr $$ ppr ty) expr
+       }}}
+\end{code}
 
-do_CoreBindings :: ValEnv
-               -> TypeEnv
-               -> [CoreBinding]
-               -> UniqSM [CoreBinding]
 
-do_CoreBinding :: ValEnv
-              -> TypeEnv
-              -> CoreBinding
-              -> UniqSM (CoreBinding, ValEnv)
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Equality}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-do_CoreBindings venv tenv [] = returnUs []
-do_CoreBindings venv tenv (b:bs)
-  = do_CoreBinding  venv     tenv b    `thenUs` \ (new_b,  new_venv) ->
-    do_CoreBindings new_venv tenv bs   `thenUs` \  new_bs ->
-    returnUs (new_b : new_bs)
+@cheapEqExpr@ is a cheap equality test which bales out fast!
+       True  => definitely equal
+       False => may or may not be equal
 
-do_CoreBinding venv tenv (NonRec binder rhs)
-  = do_CoreExpr venv tenv rhs  `thenUs` \ new_rhs ->
+\begin{code}
+cheapEqExpr :: Expr b -> Expr b -> Bool
 
-    dup_binder tenv binder     `thenUs` \ (new_binder, (old, new)) ->
-    -- now plug new bindings into envs
-    let  new_venv = addOneToIdEnv venv old new  in
+cheapEqExpr (Var v1)   (Var v2)   = v1==v2
+cheapEqExpr (Lit lit1) (Lit lit2) = lit1 == lit2
+cheapEqExpr (Type t1)  (Type t2)  = t1 == t2
 
-    returnUs (NonRec new_binder new_rhs, new_venv)
+cheapEqExpr (App f1 a1) (App f2 a2)
+  = f1 `cheapEqExpr` f2 && a1 `cheapEqExpr` a2
 
-do_CoreBinding venv tenv (Rec binds)
-  = -- for letrec, we plug in new bindings BEFORE cloning rhss
-    mapAndUnzipUs (dup_binder tenv) binders `thenUs` \ (new_binders, new_maps) ->
-    let  new_venv = growIdEnvList venv new_maps in
+cheapEqExpr _ _ = False
 
-    mapUs (do_CoreExpr new_venv tenv) rhss `thenUs` \ new_rhss ->
-    returnUs (Rec (new_binders `zipEqual` new_rhss), new_venv)
+exprIsBig :: Expr b -> Bool
+-- Returns True of expressions that are too big to be compared by cheapEqExpr
+exprIsBig (Lit _)      = False
+exprIsBig (Var v)      = False
+exprIsBig (Type t)     = False
+exprIsBig (App f a)    = exprIsBig f || exprIsBig a
+exprIsBig other               = True
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+eqExpr :: CoreExpr -> CoreExpr -> Bool
+       -- Works ok at more general type, but only needed at CoreExpr
+eqExpr e1 e2
+  = eq emptyVarEnv e1 e2
   where
-    (binders, rhss) = unzip binds
+  -- The "env" maps variables in e1 to variables in ty2
+  -- So when comparing lambdas etc, 
+  -- we in effect substitute v2 for v1 in e1 before continuing
+    eq env (Var v1) (Var v2) = case lookupVarEnv env v1 of
+                                 Just v1' -> v1' == v2
+                                 Nothing  -> v1  == v2
+
+    eq env (Lit lit1)   (Lit lit2)   = lit1 == lit2
+    eq env (App f1 a1)  (App f2 a2)  = eq env f1 f2 && eq env a1 a2
+    eq env (Lam v1 e1)  (Lam v2 e2)  = eq (extendVarEnv env v1 v2) e1 e2
+    eq env (Let (NonRec v1 r1) e1)
+          (Let (NonRec v2 r2) e2)   = eq env r1 r2 && eq (extendVarEnv env v1 v2) e1 e2
+    eq env (Let (Rec ps1) e1)
+          (Let (Rec ps2) e2)        = length ps1 == length ps2 &&
+                                      and (zipWith eq_rhs ps1 ps2) &&
+                                      eq env' e1 e2
+                                    where
+                                      env' = extendVarEnvList env [(v1,v2) | ((v1,_),(v2,_)) <- zip ps1 ps2]
+                                      eq_rhs (_,r1) (_,r2) = eq env' r1 r2
+    eq env (Case e1 v1 a1)
+          (Case e2 v2 a2)           = eq env e1 e2 &&
+                                      length a1 == length a2 &&
+                                      and (zipWith (eq_alt env') a1 a2)
+                                    where
+                                      env' = extendVarEnv env v1 v2
+
+    eq env (Note n1 e1) (Note n2 e2) = eq_note env n1 n2 && eq env e1 e2
+    eq env (Type t1)    (Type t2)    = t1 == t2
+    eq env e1          e2           = False
+                                        
+    eq_list env []      []       = True
+    eq_list env (e1:es1) (e2:es2) = eq env e1 e2 && eq_list env es1 es2
+    eq_list env es1      es2      = False
+    
+    eq_alt env (c1,vs1,r1) (c2,vs2,r2) = c1==c2 &&
+                                        eq (extendVarEnvList env (vs1 `zip` vs2)) r1 r2
+
+    eq_note env (SCC cc1)      (SCC cc2)      = cc1 == cc2
+    eq_note env (Coerce t1 f1) (Coerce t2 f2) = t1==t2 && f1==f2
+    eq_note env InlineCall     InlineCall     = True
+    eq_note env other1        other2         = False
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{The size of an expression}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-do_CoreArg :: ValEnv
-           -> TypeEnv
-           -> CoreArg
-           -> UniqSM CoreExpr
-
-do_CoreArg venv tenv (LitArg lit)     = returnUs (Lit lit)
-do_CoreArg venv tenv (TyArg ty)              = panic "do_CoreArg: TyArg"
-do_CoreArg venv tenv (UsageArg usage) = panic "do_CoreArg: UsageArg"
-do_CoreArg venv tenv (VarArg v)
-  = returnUs (
-      case (lookupIdEnv venv v) of
-       Nothing   -> --false:ASSERT(toplevelishId v)
-                    Var v
-       Just expr -> expr
-    )
+coreBindsSize :: [CoreBind] -> Int
+coreBindsSize bs = foldr ((+) . bindSize) 0 bs
+
+exprSize :: CoreExpr -> Int
+       -- A measure of the size of the expressions
+       -- It also forces the expression pretty drastically as a side effect
+exprSize (Var v)       = varSize v 
+exprSize (Lit lit)     = lit `seq` 1
+exprSize (App f a)     = exprSize f + exprSize a
+exprSize (Lam b e)     = varSize b + exprSize e
+exprSize (Let b e)     = bindSize b + exprSize e
+exprSize (Case e b as) = exprSize e + varSize b + foldr ((+) . altSize) 0 as
+exprSize (Note n e)    = noteSize n + exprSize e
+exprSize (Type t)      = seqType t `seq` 1
+
+noteSize (SCC cc)       = cc `seq` 1
+noteSize (Coerce t1 t2) = seqType t1 `seq` seqType t2 `seq` 1
+noteSize InlineCall     = 1
+noteSize InlineMe       = 1
+
+varSize :: Var -> Int
+varSize b  | isTyVar b = 1
+          | otherwise = seqType (idType b)             `seq`
+                        megaSeqIdInfo (idInfo b)       `seq`
+                        1
+
+varsSize = foldr ((+) . varSize) 0
+
+bindSize (NonRec b e) = varSize b + exprSize e
+bindSize (Rec prs)    = foldr ((+) . pairSize) 0 prs
+
+pairSize (b,e) = varSize b + exprSize e
+
+altSize (c,bs,e) = c `seq` varsSize bs + exprSize e
 \end{code}
 
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Hashing}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 \begin{code}
-do_CoreExpr :: ValEnv
-           -> TypeEnv
-           -> CoreExpr
-           -> UniqSM CoreExpr
-
-do_CoreExpr venv tenv orig_expr@(Var var)
-  = returnUs (
-      case (lookupIdEnv venv var) of
-       Nothing     -> --false:ASSERT(toplevelishId var) (SIGH)
-                      orig_expr
-       Just expr   -> expr
-    )
-
-do_CoreExpr venv tenv e@(Lit _) = returnUs e
-
-do_CoreExpr venv tenv (Con con as)
-  = panic "CoreUtils.do_CoreExpr:Con"
-{- LATER:
-  = mapUs  (do_CoreArg venv tenv) as `thenUs`  \ new_as ->
-    mkCoCon con new_as
--}
-
-do_CoreExpr venv tenv (Prim op as)
-  = panic "CoreUtils.do_CoreExpr:Prim"
-{- LATER:
-  = mapUs  (do_CoreArg venv tenv) as   `thenUs`  \ new_as ->
-    do_PrimOp op                       `thenUs`  \ new_op ->
-    mkCoPrim new_op new_as
-  where
-    do_PrimOp (CCallOp label is_asm may_gc arg_tys result_ty)
-      = let
-           new_arg_tys   = map (applyTypeEnvToTy tenv) arg_tys
-           new_result_ty = applyTypeEnvToTy tenv result_ty
-       in
-       returnUs (CCallOp label is_asm may_gc new_arg_tys new_result_ty)
-
-    do_PrimOp other_op = returnUs other_op
--}
-
-do_CoreExpr venv tenv (Lam binder expr)
-  = dup_binder tenv binder `thenUs` \(new_binder, (old,new)) ->
-    let  new_venv = addOneToIdEnv venv old new  in
-    do_CoreExpr new_venv tenv expr  `thenUs` \ new_expr ->
-    returnUs (Lam new_binder new_expr)
-
-do_CoreExpr venv tenv (App expr arg)
-  = panic "CoreUtils.do_CoreExpr:App"
-{-
-  = do_CoreExpr venv tenv expr `thenUs` \ new_expr ->
-    do_CoreArg  venv tenv arg   `thenUs` \ new_arg  ->
-    mkCoApp new_expr new_arg
--}
-
-do_CoreExpr venv tenv (Case expr alts)
-  = do_CoreExpr venv tenv expr     `thenUs` \ new_expr ->
-    do_alts venv tenv alts         `thenUs` \ new_alts ->
-    returnUs (Case new_expr new_alts)
-  where
-    do_alts venv tenv (AlgAlts alts deflt)
-      = mapUs (do_boxed_alt venv tenv) alts `thenUs` \ new_alts ->
-       do_default venv tenv deflt          `thenUs` \ new_deflt ->
-       returnUs (AlgAlts new_alts new_deflt)
-      where
-       do_boxed_alt venv tenv (con, binders, expr)
-         = mapAndUnzipUs (dup_binder tenv) binders `thenUs` \ (new_binders, new_vmaps) ->
-           let  new_venv = growIdEnvList venv new_vmaps  in
-           do_CoreExpr new_venv tenv expr  `thenUs` \ new_expr ->
-           returnUs (con, new_binders, new_expr)
-
-
-    do_alts venv tenv (PrimAlts alts deflt)
-      = mapUs (do_unboxed_alt venv tenv) alts `thenUs` \ new_alts ->
-       do_default venv tenv deflt            `thenUs` \ new_deflt ->
-       returnUs (PrimAlts new_alts new_deflt)
-      where
-       do_unboxed_alt venv tenv (lit, expr)
-         = do_CoreExpr venv tenv expr  `thenUs` \ new_expr ->
-           returnUs (lit, new_expr)
-
-    do_default venv tenv NoDefault = returnUs NoDefault
-
-    do_default venv tenv (BindDefault binder expr)
-      =        dup_binder tenv binder          `thenUs` \ (new_binder, (old, new)) ->
-       let  new_venv = addOneToIdEnv venv old new  in
-       do_CoreExpr new_venv tenv expr  `thenUs` \ new_expr ->
-       returnUs (BindDefault new_binder new_expr)
-
-do_CoreExpr venv tenv (Let core_bind expr)
-  = do_CoreBinding venv tenv core_bind `thenUs` \ (new_bind, new_venv) ->
-    -- and do the body of the let
-    do_CoreExpr new_venv tenv expr     `thenUs` \ new_expr ->
-    returnUs (Let new_bind new_expr)
-
-do_CoreExpr venv tenv (SCC label expr)
-  = do_CoreExpr venv tenv expr         `thenUs` \ new_expr ->
-    returnUs (SCC label new_expr)
+hashExpr :: CoreExpr -> Int
+hashExpr e | hash < 0  = 77    -- Just in case we hit -maxInt
+          | otherwise = hash
+          where
+            hash = abs (hash_expr e)   -- Negative numbers kill UniqFM
+
+hash_expr (Note _ e)                     = hash_expr e
+hash_expr (Let (NonRec b r) e)    = hashId b
+hash_expr (Let (Rec ((b,r):_)) e) = hashId b
+hash_expr (Case _ b _)           = hashId b
+hash_expr (App f e)              = hash_expr f * fast_hash_expr e
+hash_expr (Var v)                = hashId v
+hash_expr (Lit lit)              = hashLiteral lit
+hash_expr (Lam b _)              = hashId b
+hash_expr (Type t)               = trace "hash_expr: type" 1           -- Shouldn't happen
+
+fast_hash_expr (Var v)         = hashId v
+fast_hash_expr (Lit lit)       = hashLiteral lit
+fast_hash_expr (App f (Type _)) = fast_hash_expr f
+fast_hash_expr (App f a)        = fast_hash_expr a
+fast_hash_expr (Lam b _)        = hashId b
+fast_hash_expr other           = 1
+
+hashId :: Id -> Int
+hashId id = hashName (idName id)
 \end{code}