[project @ 2001-09-10 07:24:09 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / SimplUtils.lhs
index a5877bd..3a75225 100644 (file)
 
 \begin{code}
 module SimplUtils (
-       simplBinder, simplBinders, simplIds,
-       transformRhs,
-       etaCoreExpr, 
-       mkCase, findAlt, findDefault,
-       mkCoerce
+       simplBinder, simplBinders, simplRecIds, simplLetId, simplLamBinder,
+       tryRhsTyLam, tryEtaExpansion,
+       mkCase,
+
+       -- The continuation type
+       SimplCont(..), DupFlag(..), contIsDupable, contResultType,
+       countValArgs, countArgs, mkRhsStop, mkStop,
+       getContArgs, interestingCallContext, interestingArg, isStrictType, discardInline
+
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import BinderInfo
-import CmdLineOpts     ( opt_SimplDoLambdaEtaExpansion, opt_SimplCaseMerge )
+import CmdLineOpts     ( switchIsOn, SimplifierSwitch(..),
+                         opt_SimplDoLambdaEtaExpansion, opt_SimplCaseMerge, 
+                         opt_UF_UpdateInPlace
+                       )
 import CoreSyn
-import CoreFVs         ( exprFreeVars )
-import CoreUtils       ( exprIsTrivial, cheapEqExpr, coreExprType, exprIsCheap, exprGenerousArity )
-import Subst           ( substBndrs, substBndr, substIds )
-import Id              ( Id, idType, getIdArity, isId, idName,
-                         getInlinePragma, setInlinePragma,
-                         getIdDemandInfo, mkId, idInfo
+import CoreUtils       ( exprIsTrivial, cheapEqExpr, exprType, exprIsCheap, 
+                         etaExpand, exprEtaExpandArity, bindNonRec, mkCoerce,
+                         findDefault
+                       )
+import Subst           ( InScopeSet, mkSubst, substExpr )
+import qualified Subst ( simplBndrs, simplBndr, simplLetId, simplLamBndr )
+import Id              ( idType, idName, 
+                         idUnfolding, idNewStrictness,
+                         mkLocalId, idInfo
                        )
-import IdInfo          ( arityLowerBound, InlinePragInfo(..), setInlinePragInfo, vanillaIdInfo )
 import Maybes          ( maybeToBool, catMaybes )
-import Const           ( Con(..) )
-import Name            ( isLocalName, setNameUnique )
+import Name            ( setNameUnique )
+import NewDemand       ( isStrictDmd, isBotRes, splitStrictSig )
 import SimplMonad
-import Type            ( Type, tyVarsOfType, tyVarsOfTypes, mkForAllTys, seqType,
-                         splitTyConApp_maybe, mkTyVarTys, applyTys, splitFunTys, mkFunTys
+import Type            ( Type, mkForAllTys, seqType, 
+                         splitTyConApp_maybe, tyConAppArgs, mkTyVarTys,
+                         isUnLiftedType, isStrictType,
+                         splitRepFunTys
                        )
-import TysPrim         ( statePrimTyCon )
-import Var             ( setVarUnique )
-import VarSet
-import UniqSupply      ( splitUniqSupply, uniqFromSupply )
-import Util            ( zipWithEqual, mapAccumL )
+import TyCon           ( tyConDataConsIfAvailable )
+import DataCon         ( dataConRepArity )
+import VarEnv          ( SubstEnv )
+import Util            ( lengthExceeds, mapAccumL )
 import Outputable
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+\subsection{The continuation data type}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+data SimplCont         -- Strict contexts
+  = Stop     OutType           -- Type of the result
+            Bool               -- True => This is the RHS of a thunk whose type suggests
+                               --         that update-in-place would be possible
+                               --         (This makes the inliner a little keener.)
+
+  | CoerceIt OutType                   -- The To-type, simplified
+            SimplCont
+
+  | InlinePlease                       -- This continuation makes a function very
+            SimplCont                  -- keen to inline itelf
+
+  | ApplyTo  DupFlag 
+            InExpr SubstEnv            -- The argument, as yet unsimplified, 
+            SimplCont                  -- and its subst-env
+
+  | Select   DupFlag 
+            InId [InAlt] SubstEnv      -- The case binder, alts, and subst-env
+            SimplCont
+
+  | ArgOf    DupFlag           -- An arbitrary strict context: the argument 
+                               --      of a strict function, or a primitive-arg fn
+                               --      or a PrimOp
+            OutType            -- cont_ty: the type of the expression being sought by the context
+                               --      f (error "foo") ==> coerce t (error "foo")
+                               -- when f is strict
+                               -- We need to know the type t, to which to coerce.
+            (OutExpr -> SimplM OutExprStuff)   -- What to do with the result
+                               -- The result expression in the OutExprStuff has type cont_ty
+
+instance Outputable SimplCont where
+  ppr (Stop _ _)                            = ptext SLIT("Stop")
+  ppr (ApplyTo dup arg se cont)      = (ptext SLIT("ApplyTo") <+> ppr dup <+> ppr arg) $$ ppr cont
+  ppr (ArgOf   dup _ _)             = ptext SLIT("ArgOf...") <+> ppr dup
+  ppr (Select dup bndr alts se cont) = (ptext SLIT("Select") <+> ppr dup <+> ppr bndr) $$ 
+                                      (nest 4 (ppr alts)) $$ ppr cont
+  ppr (CoerceIt ty cont)            = (ptext SLIT("CoerceIt") <+> ppr ty) $$ ppr cont
+  ppr (InlinePlease cont)           = ptext SLIT("InlinePlease") $$ ppr cont
+
+data DupFlag = OkToDup | NoDup
+
+instance Outputable DupFlag where
+  ppr OkToDup = ptext SLIT("ok")
+  ppr NoDup   = ptext SLIT("nodup")
+
+
+-------------------
+mkRhsStop, mkStop :: OutType -> SimplCont
+mkStop    ty = Stop ty False
+mkRhsStop ty = Stop ty (canUpdateInPlace ty)
+
+
+-------------------
+contIsDupable :: SimplCont -> Bool
+contIsDupable (Stop _ _)                        = True
+contIsDupable (ApplyTo  OkToDup _ _ _)   = True
+contIsDupable (ArgOf    OkToDup _ _)     = True
+contIsDupable (Select   OkToDup _ _ _ _) = True
+contIsDupable (CoerceIt _ cont)          = contIsDupable cont
+contIsDupable (InlinePlease cont)       = contIsDupable cont
+contIsDupable other                     = False
+
+-------------------
+discardInline :: SimplCont -> SimplCont
+discardInline (InlinePlease cont)  = cont
+discardInline (ApplyTo d e s cont) = ApplyTo d e s (discardInline cont)
+discardInline cont                = cont
+
+-------------------
+discardableCont :: SimplCont -> Bool
+discardableCont (Stop _ _)         = False
+discardableCont (CoerceIt _ cont)   = discardableCont cont
+discardableCont (InlinePlease cont) = discardableCont cont
+discardableCont other              = True
+
+discardCont :: SimplCont       -- A continuation, expecting
+           -> SimplCont        -- Replace the continuation with a suitable coerce
+discardCont cont = case cont of
+                    Stop to_ty _ -> cont
+                    other        -> CoerceIt to_ty (mkStop to_ty)
+                where
+                  to_ty = contResultType cont
+
+-------------------
+contResultType :: SimplCont -> OutType
+contResultType (Stop to_ty _)       = to_ty
+contResultType (ArgOf _ to_ty _)     = to_ty
+contResultType (ApplyTo _ _ _ cont)  = contResultType cont
+contResultType (CoerceIt _ cont)     = contResultType cont
+contResultType (InlinePlease cont)   = contResultType cont
+contResultType (Select _ _ _ _ cont) = contResultType cont
+
+-------------------
+countValArgs :: SimplCont -> Int
+countValArgs (ApplyTo _ (Type ty) se cont) = countValArgs cont
+countValArgs (ApplyTo _ val_arg   se cont) = 1 + countValArgs cont
+countValArgs other                        = 0
+
+countArgs :: SimplCont -> Int
+countArgs (ApplyTo _ arg se cont) = 1 + countArgs cont
+countArgs other                          = 0
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+getContArgs :: OutId -> SimplCont 
+           -> SimplM ([(InExpr, SubstEnv, Bool)],      -- Arguments; the Bool is true for strict args
+                       SimplCont,                      -- Remaining continuation
+                       Bool)                           -- Whether we came across an InlineCall
+-- getContArgs id k = (args, k', inl)
+--     args are the leading ApplyTo items in k
+--     (i.e. outermost comes first)
+--     augmented with demand info from the functionn
+getContArgs fun orig_cont
+  = getSwitchChecker   `thenSmpl` \ chkr ->
+    let
+               -- Ignore strictness info if the no-case-of-case
+               -- flag is on.  Strictness changes evaluation order
+               -- and that can change full laziness
+       stricts | switchIsOn chkr NoCaseOfCase = vanilla_stricts
+               | otherwise                    = computed_stricts
+    in
+    go [] stricts False orig_cont
+  where
+    ----------------------------
+
+       -- Type argument
+    go acc ss inl (ApplyTo _ arg@(Type _) se cont)
+       = go ((arg,se,False) : acc) ss inl cont
+               -- NB: don't bother to instantiate the function type
+
+       -- Value argument
+    go acc (s:ss) inl (ApplyTo _ arg se cont)
+       = go ((arg,se,s) : acc) ss inl cont
+
+       -- An Inline continuation
+    go acc ss inl (InlinePlease cont)
+       = go acc ss True cont
+
+       -- We're run out of arguments, or else we've run out of demands
+       -- The latter only happens if the result is guaranteed bottom
+       -- This is the case for
+       --      * case (error "hello") of { ... }
+       --      * (error "Hello") arg
+       --      * f (error "Hello") where f is strict
+       --      etc
+    go acc ss inl cont 
+       | null ss && discardableCont cont = tick BottomFound    `thenSmpl_`
+                                           returnSmpl (reverse acc, discardCont cont, inl)
+       | otherwise                       = returnSmpl (reverse acc, cont,             inl)
+
+    ----------------------------
+    vanilla_stricts, computed_stricts :: [Bool]
+    vanilla_stricts  = repeat False
+    computed_stricts = zipWith (||) fun_stricts arg_stricts
+
+    ----------------------------
+    (val_arg_tys, _) = splitRepFunTys (idType fun)
+    arg_stricts      = map isStrictType val_arg_tys ++ repeat False
+       -- These argument types are used as a cheap and cheerful way to find
+       -- unboxed arguments, which must be strict.  But it's an InType
+       -- and so there might be a type variable where we expect a function
+       -- type (the substitution hasn't happened yet).  And we don't bother
+       -- doing the type applications for a polymorphic function.
+       -- Hence the split*Rep*FunTys
+
+    ----------------------------
+       -- If fun_stricts is finite, it means the function returns bottom
+       -- after that number of value args have been consumed
+       -- Otherwise it's infinite, extended with False
+    fun_stricts
+      = case splitStrictSig (idNewStrictness fun) of
+         (demands, result_info)
+               | not (demands `lengthExceeds` countValArgs orig_cont)
+               ->      -- Enough args, use the strictness given.
+                       -- For bottoming functions we used to pretend that the arg
+                       -- is lazy, so that we don't treat the arg as an
+                       -- interesting context.  This avoids substituting
+                       -- top-level bindings for (say) strings into 
+                       -- calls to error.  But now we are more careful about
+                       -- inlining lone variables, so its ok (see SimplUtils.analyseCont)
+                  if isBotRes result_info then
+                       map isStrictDmd demands         -- Finite => result is bottom
+                  else
+                       map isStrictDmd demands ++ vanilla_stricts
+
+         other -> vanilla_stricts      -- Not enough args, or no strictness
+
+-------------------
+interestingArg :: InScopeSet -> InExpr -> SubstEnv -> Bool
+       -- An argument is interesting if it has *some* structure
+       -- We are here trying to avoid unfolding a function that
+       -- is applied only to variables that have no unfolding
+       -- (i.e. they are probably lambda bound): f x y z
+       -- There is little point in inlining f here.
+interestingArg in_scope arg subst
+  = analyse (substExpr (mkSubst in_scope subst) arg)
+       -- 'analyse' only looks at the top part of the result
+       -- and substExpr is lazy, so this isn't nearly as brutal
+       -- as it looks.
+  where
+    analyse (Var v)          = hasSomeUnfolding (idUnfolding v)
+                               -- Was: isValueUnfolding (idUnfolding v')
+                               -- But that seems over-pessimistic
+    analyse (Type _)         = False
+    analyse (App fn (Type _)) = analyse fn
+    analyse (Note _ a)       = analyse a
+    analyse other            = True
+       -- Consider     let x = 3 in f x
+       -- The substitution will contain (x -> ContEx 3), and we want to
+       -- to say that x is an interesting argument.
+       -- But consider also (\x. f x y) y
+       -- The substitution will contain (x -> ContEx y), and we want to say
+       -- that x is not interesting (assuming y has no unfolding)
+\end{code}
+
+Comment about interestingCallContext
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We want to avoid inlining an expression where there can't possibly be
+any gain, such as in an argument position.  Hence, if the continuation
+is interesting (eg. a case scrutinee, application etc.) then we
+inline, otherwise we don't.  
+
+Previously some_benefit used to return True only if the variable was
+applied to some value arguments.  This didn't work:
+
+       let x = _coerce_ (T Int) Int (I# 3) in
+       case _coerce_ Int (T Int) x of
+               I# y -> ....
+
+we want to inline x, but can't see that it's a constructor in a case
+scrutinee position, and some_benefit is False.
+
+Another example:
+
+dMonadST = _/\_ t -> :Monad (g1 _@_ t, g2 _@_ t, g3 _@_ t)
+
+....  case dMonadST _@_ x0 of (a,b,c) -> ....
+
+we'd really like to inline dMonadST here, but we *don't* want to
+inline if the case expression is just
+
+       case x of y { DEFAULT -> ... }
+
+since we can just eliminate this case instead (x is in WHNF).  Similar
+applies when x is bound to a lambda expression.  Hence
+contIsInteresting looks for case expressions with just a single
+default case.
+
+\begin{code}
+interestingCallContext :: Bool                 -- False <=> no args at all
+                      -> Bool          -- False <=> no value args
+                      -> SimplCont -> Bool
+       -- The "lone-variable" case is important.  I spent ages
+       -- messing about with unsatisfactory varaints, but this is nice.
+       -- The idea is that if a variable appear all alone
+       --      as an arg of lazy fn, or rhs    Stop
+       --      as scrutinee of a case          Select
+       --      as arg of a strict fn           ArgOf
+       -- then we should not inline it (unless there is some other reason,
+       -- e.g. is is the sole occurrence).  We achieve this by making
+       -- interestingCallContext return False for a lone variable.
+       --
+       -- Why?  At least in the case-scrutinee situation, turning
+       --      let x = (a,b) in case x of y -> ...
+       -- into
+       --      let x = (a,b) in case (a,b) of y -> ...
+       -- and thence to 
+       --      let x = (a,b) in let y = (a,b) in ...
+       -- is bad if the binding for x will remain.
+       --
+       -- Another example: I discovered that strings
+       -- were getting inlined straight back into applications of 'error'
+       -- because the latter is strict.
+       --      s = "foo"
+       --      f = \x -> ...(error s)...
+
+       -- Fundamentally such contexts should not ecourage inlining becuase
+       -- the context can ``see'' the unfolding of the variable (e.g. case or a RULE)
+       -- so there's no gain.
+       --
+       -- However, even a type application or coercion isn't a lone variable.
+       -- Consider
+       --      case $fMonadST @ RealWorld of { :DMonad a b c -> c }
+       -- We had better inline that sucker!  The case won't see through it.
+       --
+       -- For now, I'm treating treating a variable applied to types 
+       -- in a *lazy* context "lone". The motivating example was
+       --      f = /\a. \x. BIG
+       --      g = /\a. \y.  h (f a)
+       -- There's no advantage in inlining f here, and perhaps
+       -- a significant disadvantage.  Hence some_val_args in the Stop case
+
+interestingCallContext some_args some_val_args cont
+  = interesting cont
+  where
+    interesting (InlinePlease _)       = True
+    interesting (Select _ _ _ _ _)     = some_args
+    interesting (ApplyTo _ _ _ _)      = True  -- Can happen if we have (coerce t (f x)) y
+                                               -- Perhaps True is a bit over-keen, but I've
+                                               -- seen (coerce f) x, where f has an INLINE prag,
+                                               -- So we have to give some motivaiton for inlining it
+    interesting (ArgOf _ _ _)         = some_val_args
+    interesting (Stop ty upd_in_place) = some_val_args && upd_in_place
+    interesting (CoerceIt _ cont)      = interesting cont
+       -- If this call is the arg of a strict function, the context
+       -- is a bit interesting.  If we inline here, we may get useful
+       -- evaluation information to avoid repeated evals: e.g.
+       --      x + (y * z)
+       -- Here the contIsInteresting makes the '*' keener to inline,
+       -- which in turn exposes a constructor which makes the '+' inline.
+       -- Assuming that +,* aren't small enough to inline regardless.
+       --
+       -- It's also very important to inline in a strict context for things
+       -- like
+       --              foldr k z (f x)
+       -- Here, the context of (f x) is strict, and if f's unfolding is
+       -- a build it's *great* to inline it here.  So we must ensure that
+       -- the context for (f x) is not totally uninteresting.
+
+
+-------------------
+canUpdateInPlace :: Type -> Bool
+-- Consider   let x = <wurble> in ...
+-- If <wurble> returns an explicit constructor, we might be able
+-- to do update in place.  So we treat even a thunk RHS context
+-- as interesting if update in place is possible.  We approximate
+-- this by seeing if the type has a single constructor with a
+-- small arity.  But arity zero isn't good -- we share the single copy
+-- for that case, so no point in sharing.
+
+canUpdateInPlace ty 
+  | not opt_UF_UpdateInPlace = False
+  | otherwise
+  = case splitTyConApp_maybe ty of 
+       Nothing         -> False 
+       Just (tycon, _) -> case tyConDataConsIfAvailable tycon of
+                               [dc]  -> arity == 1 || arity == 2
+                                     where
+                                        arity = dataConRepArity dc
+                               other -> False
+\end{code}
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \section{Dealing with a single binder}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -52,7 +413,7 @@ simplBinders :: [InBinder] -> ([OutBinder] -> SimplM a) -> SimplM a
 simplBinders bndrs thing_inside
   = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
     let
-       (subst', bndrs') = substBndrs subst bndrs
+       (subst', bndrs') = Subst.simplBndrs subst bndrs
     in
     seqBndrs bndrs'    `seq`
     setSubst subst' (thing_inside bndrs')
@@ -61,23 +422,39 @@ simplBinder :: InBinder -> (OutBinder -> SimplM a) -> SimplM a
 simplBinder bndr thing_inside
   = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
     let
-       (subst', bndr') = substBndr subst bndr
+       (subst', bndr') = Subst.simplBndr subst bndr
     in
     seqBndr bndr'      `seq`
     setSubst subst' (thing_inside bndr')
 
 
--- Same semantics as simplBinders, but a little less 
--- plumbing and hence a little more efficient.
--- Maybe not worth the candle?
-simplIds :: [InBinder] -> ([OutBinder] -> SimplM a) -> SimplM a
-simplIds ids thing_inside
+simplLamBinder :: InBinder -> (OutBinder -> SimplM a) -> SimplM a
+simplLamBinder bndr thing_inside
   = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
     let
-       (subst', bndrs') = substIds subst ids
+       (subst', bndr') = Subst.simplLamBndr subst bndr
     in
-    seqBndrs bndrs'    `seq`
-    setSubst subst' (thing_inside bndrs')
+    seqBndr bndr'      `seq`
+    setSubst subst' (thing_inside bndr')
+
+
+simplRecIds :: [InBinder] -> ([OutBinder] -> SimplM a) -> SimplM a
+simplRecIds ids thing_inside
+  = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
+    let
+       (subst', ids') = mapAccumL Subst.simplLetId subst ids
+    in
+    seqBndrs ids'      `seq`
+    setSubst subst' (thing_inside ids')
+
+simplLetId :: InBinder -> (OutBinder -> SimplM a) -> SimplM a
+simplLetId id thing_inside
+  = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
+    let
+       (subst', id') = Subst.simplLetId subst id
+    in
+    seqBndr id'        `seq`
+    setSubst subst' (thing_inside id')
 
 seqBndrs [] = ()
 seqBndrs (b:bs) = seqBndr b `seq` seqBndrs bs
@@ -91,25 +468,6 @@ seqBndr b | isTyVar b = b `seq` ()
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Transform a RHS}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-Try (a) eta expansion
-    (b) type-lambda swizzling
-
-\begin{code}
-transformRhs :: InExpr -> SimplM InExpr
-transformRhs rhs 
-  = tryEtaExpansion body               `thenSmpl` \ body' ->
-    mkRhsTyLam tyvars body'
-  where
-    (tyvars, body) = collectTyBinders rhs
-\end{code}
-
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
 \subsection{Local tyvar-lifting}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
@@ -137,7 +495,7 @@ let-floating.
 This optimisation is CRUCIAL in eliminating the junk introduced by
 desugaring mutually recursive definitions.  Don't eliminate it lightly!
 
-So far as the implemtation is concerned:
+So far as the implementation is concerned:
 
        Invariant: go F e = /\tvs -> F e
        
@@ -179,28 +537,39 @@ as we would normally do.
 
 
 \begin{code}
-mkRhsTyLam tyvars body                 -- Only does something if there's a let
-  | null tyvars || not (worth_it body) -- inside a type lambda, and a WHNF inside that
-  = returnSmpl (mkLams tyvars body)
+tryRhsTyLam :: OutExpr -> SimplM ([OutBind], OutExpr)
+
+tryRhsTyLam rhs                        -- Only does something if there's a let
+  | null tyvars || not (worth_it body) -- inside a type lambda, 
+  = returnSmpl ([], rhs)               -- and a WHNF inside that
+
   | otherwise
-  = go (\x -> x) body
+  = go (\x -> x) body          `thenSmpl` \ (binds, body') ->
+    returnSmpl (binds,  mkLams tyvars body')
+
   where
-    worth_it (Let _ e)      = whnf_in_middle e
-    worth_it other                  = False
+    (tyvars, body) = collectTyBinders rhs
+
+    worth_it e@(Let _ _) = whnf_in_middle e
+    worth_it e          = False
+
+    whnf_in_middle (Let (NonRec x rhs) e) | isUnLiftedType (idType x) = False
     whnf_in_middle (Let _ e) = whnf_in_middle e
     whnf_in_middle e        = exprIsCheap e
 
-    main_tyvar_set = mkVarSet tyvars
-
-    go fn (Let bind@(NonRec var rhs) body) | exprIsTrivial rhs
+    go fn (Let bind@(NonRec var rhs) body)
+      | exprIsTrivial rhs
       = go (fn . Let bind) body
 
-    go fn (Let bind@(NonRec var rhs) body)
+    go fn (Let (NonRec var rhs) body)
       = mk_poly tyvars_here var                                `thenSmpl` \ (var', rhs') ->
-       go (fn . Let (mk_silly_bind var rhs')) body     `thenSmpl` \ body' ->
-       returnSmpl (Let (NonRec var' (mkLams tyvars_here (fn rhs))) body')
+       go (fn . Let (mk_silly_bind var rhs')) body     `thenSmpl` \ (binds, body') ->
+       returnSmpl (NonRec var' (mkLams tyvars_here (fn rhs)) : binds, body')
+
       where
        tyvars_here = tyvars
+               --      main_tyvar_set = mkVarSet tyvars
+               --      var_ty = idType var
                -- varSetElems (main_tyvar_set `intersectVarSet` tyVarsOfType var_ty)
                -- tyvars_here was an attempt to reduce the number of tyvars
                -- wrt which the new binding is abstracted.  But the naive
@@ -218,63 +587,65 @@ mkRhsTyLam tyvars body                    -- Only does something if there's a let
                -- abstracting wrt *all* the tyvars.  We'll see if that
                -- gives rise to problems.   SLPJ June 98
 
-       var_ty = idType var
-
     go fn (Let (Rec prs) body)
        = mapAndUnzipSmpl (mk_poly tyvars_here) vars    `thenSmpl` \ (vars', rhss') ->
         let
-           gn body = fn $ foldr Let body (zipWith mk_silly_bind vars rhss')
+           gn body  = fn (foldr Let body (zipWith mk_silly_bind vars rhss'))
+           new_bind = Rec (vars' `zip` [mkLams tyvars_here (gn rhs) | rhs <- rhss])
         in
-        go gn body                             `thenSmpl` \ body' ->
-        returnSmpl (Let (Rec (vars' `zip` [mkLams tyvars_here (gn rhs) | rhs <- rhss])) body')
+        go gn body                             `thenSmpl` \ (binds, body') -> 
+        returnSmpl (new_bind : binds, body')
        where
         (vars,rhss) = unzip prs
         tyvars_here = tyvars
                -- varSetElems (main_tyvar_set `intersectVarSet` tyVarsOfTypes var_tys)
+               --       var_tys     = map idType vars
                -- See notes with tyvars_here above
 
-        var_tys     = map idType vars
-
-    go fn body = returnSmpl (mkLams tyvars (fn body))
+    go fn body = returnSmpl ([], fn body)
 
     mk_poly tyvars_here var
       = getUniqueSmpl          `thenSmpl` \ uniq ->
        let
            poly_name = setNameUnique (idName var) uniq         -- Keep same name
            poly_ty   = mkForAllTys tyvars_here (idType var)    -- But new type of course
+           poly_id   = mkLocalId poly_name poly_ty 
 
-               -- It's crucial to copy the inline-prag of the original var, because
-               -- we're looking at occurrence-analysed but as yet unsimplified code!
-               -- In particular, we mustn't lose the loop breakers.
+               -- In the olden days, it was crucial to copy the occInfo of the original var, 
+               -- because we were looking at occurrence-analysed but as yet unsimplified code!
+               -- In particular, we mustn't lose the loop breakers.  BUT NOW we are looking
+               -- at already simplified code, so it doesn't matter
                -- 
                -- It's even right to retain single-occurrence or dead-var info:
                -- Suppose we started with  /\a -> let x = E in B
-               -- where x occurs once in E. Then we transform to:
+               -- where x occurs once in B. Then we transform to:
                --      let x' = /\a -> E in /\a -> let x* = x' a in B
                -- where x* has an INLINE prag on it.  Now, once x* is inlined,
-               -- the occurrences of x' will be just the occurrences originaly
+               -- the occurrences of x' will be just the occurrences originally
                -- pinned on x.
-           poly_info = vanillaIdInfo `setInlinePragInfo` getInlinePragma var
-
-           poly_id   = mkId poly_name poly_ty poly_info
        in
        returnSmpl (poly_id, mkTyApps (Var poly_id) (mkTyVarTys tyvars_here))
 
-    mk_silly_bind var rhs = NonRec (setInlinePragma var IMustBeINLINEd) rhs
-               -- The addInlinePragma is really important!  If we don't say 
-               -- INLINE on these silly little bindings then look what happens!
+    mk_silly_bind var rhs = NonRec var (Note InlineMe rhs)
                -- Suppose we start with:
                --
-               --      x = let g = /\a -> \x -> f x x
-               --          in 
-               --          /\ b -> let g* = g b in E
+               --      x = /\ a -> let g = G in E
+               --
+               -- Then we'll float to get
                --
-               -- Then:        * the binding for g gets floated out
-               --              * but then it gets inlined into the rhs of g*
-               --              * then the binding for g* is floated out of the /\b
-               --              * so we're back to square one
-               -- The silly binding for g* must be IMustBeINLINEs, so that
-               -- we simply substitute for g* throughout.
+               --      x = let poly_g = /\ a -> G
+               --          in /\ a -> let g = poly_g a in E
+               --
+               -- But now the occurrence analyser will see just one occurrence
+               -- of poly_g, not inside a lambda, so the simplifier will
+               -- PreInlineUnconditionally poly_g back into g!  Badk to square 1!
+               -- (I used to think that the "don't inline lone occurrences" stuff
+               --  would stop this happening, but since it's the *only* occurrence,
+               --  PreInlineUnconditionally kicks in first!)
+               --
+               -- Solution: put an INLINE note on g's RHS, so that poly_g seems
+               --           to appear many times.  (NB: mkInlineMe eliminates
+               --           such notes on trivial RHSs, so do it manually.)
 \end{code}
 
 
@@ -287,144 +658,70 @@ mkRhsTyLam tyvars body                   -- Only does something if there's a let
        Try eta expansion for RHSs
 
 We go for:
-               \x1..xn -> N    ==>   \x1..xn y1..ym -> N y1..ym
-       AND             
-               N E1..En        ==>   let z1=E1 .. zn=En in \y1..ym -> N z1..zn y1..ym
+   Case 1    f = \x1..xn -> N  ==>   f = \x1..xn y1..ym -> N y1..ym
+                (n >= 0)
+     OR                
+   Case 2    f = N E1..En      ==>   z1=E1
+                (n > 0)                 .. 
+                                    zn=En
+                                    f = \y1..ym -> N z1..zn y1..ym
 
-where (in both cases) N is a NORMAL FORM (i.e. no redexes anywhere)
-wanting a suitable number of extra args.
+where (in both cases) 
 
-NB: the Ei may have unlifted type, but the simplifier (which is applied
-to the result) deals OK with this.
+       * The xi can include type variables
 
-There is no point in looking for a combination of the two, 
-because that would leave use with some lets sandwiched between lambdas;
-that's what the final test in the first equation is for.
+       * The yi are all value variables
 
-\begin{code}
-tryEtaExpansion :: InExpr -> SimplM InExpr
-tryEtaExpansion rhs
-  |  not opt_SimplDoLambdaEtaExpansion
-  || exprIsTrivial rhs                         -- Don't eta-expand a trival RHS
-  || null y_tys                                        -- No useful expansion
-  || not (null x_bndrs || and trivial_args)    -- Not (no x-binders or no z-binds)
-  = returnSmpl rhs
-
-  | otherwise  -- Consider eta expansion
-  = newIds y_tys                                               $ ( \ y_bndrs ->
-    tick (EtaExpansion (head y_bndrs))                         `thenSmpl_`
-    mapAndUnzipSmpl bind_z_arg (args `zip` trivial_args)       `thenSmpl` (\ (maybe_z_binds, z_args) ->
-    returnSmpl (mkLams x_bndrs                         $ 
-               mkLets (catMaybes maybe_z_binds)        $
-               mkLams y_bndrs                          $
-               mkApps (mkApps fun z_args) (map Var y_bndrs))))
-  where
-    (x_bndrs, body) = collectValBinders rhs
-    (fun, args)            = collectArgs body
-    trivial_args    = map exprIsTrivial args
-    fun_arity      = exprGenerousArity fun
+       * N is a NORMAL FORM (i.e. no redexes anywhere)
+         wanting a suitable number of extra args.
 
-    bind_z_arg (arg, trivial_arg) 
-       | trivial_arg = returnSmpl (Nothing, arg)
-        | otherwise   = newId (coreExprType arg)       $ \ z ->
-                       returnSmpl (Just (NonRec z arg), Var z)
+       * the Ei must not have unlifted type
 
-       -- Note: I used to try to avoid the coreExprType call by using
-       -- the type of the binder.  But this type doesn't necessarily
-       -- belong to the same substitution environment as this rhs;
-       -- and we are going to make extra term binders (y_bndrs) from the type
-       -- which will be processed with the rhs substitution environment.
-       -- This only went wrong in a mind bendingly complicated case.
-    (potential_extra_arg_tys, inner_ty) = splitFunTys (coreExprType body)
-       
-    y_tys :: [InType]
-    y_tys  = take no_extras_wanted potential_extra_arg_tys
-       
-    no_extras_wanted :: Int
-    no_extras_wanted = 0 `max`
-
-       -- We used to expand the arity to the previous arity fo the
-       -- function; but this is pretty dangerous.  Consdier
-       --      f = \xy -> e
-       -- so that f has arity 2.  Now float something into f's RHS:
-       --      f = let z = BIG in \xy -> e
-       -- The last thing we want to do now is to put some lambdas
-       -- outside, to get
-       --      f = \xy -> let z = BIG in e
-       --
-       -- (bndr_arity - no_of_xs)              `max`
-
-       -- See if the body could obviously do with more args
-       (fun_arity - valArgCount args)
-
--- This case is now deal with by exprGenerousArity
-       -- Finally, see if it's a state transformer, and xs is non-null
-       -- (so it's also a function not a thunk) in which
-       -- case we eta-expand on principle! This can waste work,
-       -- but usually doesn't.
-       -- I originally checked for a singleton type [ty] in this case
-       -- but then I found a situation in which I had
-       --      \ x -> let {..} in \ s -> f (...) s
-       -- AND f RETURNED A FUNCTION.  That is, 's' wasn't the only
-       -- potential extra arg.
---     case (x_bndrs, potential_extra_arg_tys) of
---         (_:_, ty:_)  -> case splitTyConApp_maybe ty of
---                               Just (tycon,_) | tycon == statePrimTyCon -> 1
---                               other                                    -> 0
---         other -> 0
-\end{code}
+There is no point in looking for a combination of the two, because
+that would leave use with some lets sandwiched between lambdas; that's
+what the final test in the first equation is for.
 
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Eta reduction}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-@etaCoreExpr@ trys an eta reduction at the top level of a Core Expr.
-
-e.g.   \ x y -> f x y  ===>  f
-
-It is used
--- OLD
---     a) Before constructing an Unfolding, to 
---        try to make the unfolding smaller;
-       b) In tidyCoreExpr, which is done just before converting to STG.
-
-But we only do this if 
-       i) 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.
-
--- OLD: in core2stg we want to do this even if the result isn't trivial
---     ii) It exposes a simple variable or a type application; in short
---         it exposes a "trivial" expression. (exprIsTrivial)
+In Case 1, we may have to sandwich some coerces between the lambdas
+to make the types work.   exprEtaExpandArity looks through coerces
+when computing arity; and etaExpand adds the coerces as necessary when
+actually computing the expansion.
 
 \begin{code}
-etaCoreExpr :: CoreExpr -> CoreExpr
-               -- ToDo: we should really check that we don't turn a non-bottom
-               -- lambda into a bottom variable.  Sigh
+tryEtaExpansion :: OutExpr -> OutType -> SimplM ([OutBind], OutExpr)
+tryEtaExpansion rhs rhs_ty
+  |  not opt_SimplDoLambdaEtaExpansion                 -- Not if switched off
+  || exprIsTrivial rhs                         -- Not if RHS is trivial
+  || final_arity == 0                          -- Not if arity is zero
+  = returnSmpl ([], rhs)
+
+  | n_val_args == 0 && not arity_is_manifest
+  =    -- Some lambdas but not enough: case 1
+    getUniqSupplySmpl                          `thenSmpl` \ us ->
+    returnSmpl ([], etaExpand final_arity us rhs rhs_ty)
+
+  | n_val_args > 0 && not (any cant_bind arg_infos)
+  =    -- Partial application: case 2
+    mapAndUnzipSmpl bind_z_arg arg_infos       `thenSmpl` \ (maybe_z_binds, z_args) ->
+    getUniqSupplySmpl                          `thenSmpl` \ us ->
+    returnSmpl (catMaybes maybe_z_binds, 
+               etaExpand final_arity us (mkApps fun z_args) rhs_ty)
 
-etaCoreExpr expr@(Lam bndr body)
-  = check (reverse binders) body
+  | otherwise
+  = returnSmpl ([], rhs)
   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
-
-etaCoreExpr expr = expr                -- The common case
+    (fun, args)                           = collectArgs rhs
+    n_val_args                    = valArgCount args
+    (fun_arity, arity_is_manifest) = exprEtaExpandArity fun
+    final_arity                           = 0 `max` (fun_arity - n_val_args)
+    arg_infos                     = [(arg, exprType arg, exprIsTrivial arg) | arg <- args]
+    cant_bind (_, ty, triv)       = not triv && isUnLiftedType ty
+
+    bind_z_arg (arg, arg_ty, trivial_arg) 
+       | trivial_arg = returnSmpl (Nothing, arg)
+        | otherwise   = newId SLIT("z") arg_ty $ \ z ->
+                       returnSmpl (Just (NonRec z arg), Var z)
 \end{code}
-       
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -468,11 +765,12 @@ mkCase scrut outer_bndr outer_alts
        -- Secondly, if you do, you get an infinite loop, because the bindNonRec
        -- in munge_rhs puts a case into the DEFAULT branch!
   where
-    new_alts = outer_alts_without_deflt ++ munged_inner_alts
+    new_alts = add_default maybe_inner_default
+                          (outer_alts_without_deflt ++ inner_con_alts)
+
     maybe_case_in_default = case findDefault outer_alts of
                                (outer_alts_without_default,
                                 Just (Case (Var scrut_var) inner_bndr inner_alts))
-                                
                                   | outer_bndr == scrut_var
                                   -> Just (outer_alts_without_default, inner_bndr, inner_alts)
                                other -> Nothing
@@ -487,12 +785,17 @@ mkCase scrut outer_bndr outer_alts
                           not (con `elem` outer_cons)  -- Eliminate shadowed inner alts
                        ]
     munge_rhs rhs = bindNonRec inner_bndr (Var outer_bndr) rhs
+
+    (inner_con_alts, maybe_inner_default) = findDefault munged_inner_alts
+
+    add_default (Just rhs) alts = (DEFAULT,[],rhs) : alts
+    add_default Nothing    alts = alts
 \end{code}
 
 Now the identity-case transformation:
 
        case e of               ===> e
-               True -> True;
+               True  -> True;
                False -> False
 
 and similar friends.
@@ -501,51 +804,67 @@ and similar friends.
 mkCase scrut case_bndr alts
   | all identity_alt alts
   = tick (CaseIdentity case_bndr)              `thenSmpl_`
-    returnSmpl scrut
+    returnSmpl (re_note scrut)
   where
-    identity_alt (DEFAULT, [], Var v)       = v == case_bndr
-    identity_alt (con, args, Con con' args') = con == con' && 
-                                              and (zipWithEqual "mkCase" 
-                                                       cheapEqExpr 
-                                                       (map Type arg_tys ++ map varToCoreExpr args)
-                                                       args')
-    identity_alt other                      = False
-
-    arg_tys = case splitTyConApp_maybe (idType case_bndr) of
-               Just (tycon, arg_tys) -> arg_tys
+    identity_alt (con, args, rhs) = de_note rhs `cheapEqExpr` identity_rhs con args
+
+    identity_rhs (DataAlt con) args = mkConApp con (arg_tys ++ map varToCoreExpr args)
+    identity_rhs (LitAlt lit)  _    = Lit lit
+    identity_rhs DEFAULT       _    = Var case_bndr
+
+    arg_tys = map Type (tyConAppArgs (idType case_bndr))
+
+       -- We've seen this:
+       --      case coerce T e of x { _ -> coerce T' x }
+       -- And we definitely want to eliminate this case!
+       -- So we throw away notes from the RHS, and reconstruct
+       -- (at least an approximation) at the other end
+    de_note (Note _ e) = de_note e
+    de_note e         = e
+
+       -- re_note wraps a coerce if it might be necessary
+    re_note scrut = case head alts of
+                       (_,_,rhs1@(Note _ _)) -> mkCoerce (exprType rhs1) (idType case_bndr) scrut
+                       other                 -> scrut
 \end{code}
 
-The catch-all case
+The catch-all case.  We do a final transformation that I've
+occasionally seen making a big difference:
 
-\begin{code}
-mkCase other_scrut case_bndr other_alts
-  = returnSmpl (Case other_scrut case_bndr other_alts)
-\end{code}
+       case e of               =====>     case e of
+         C _ -> f x                         D v -> ....v....
+         D v -> ....v....                   DEFAULT -> f x
+         DEFAULT -> f x
 
+The point is that we merge common RHSs, at least for the DEFAULT case.
+[One could do something more elaborate but I've never seen it needed.]
+The case where this came up was like this (lib/std/PrelCError.lhs):
 
-\begin{code}
-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 :: Con -> [CoreAlt] -> CoreAlt
-findAlt con alts
-  = go alts
-  where
-    go []          = pprPanic "Missing alternative" (ppr con $$ vcat (map ppr alts))
-    go (alt : alts) | matches alt = alt
-                   | otherwise   = go alts
+       x | p `is` 1 -> e1
+         | p `is` 2 -> e2
+       ...etc...
 
-    matches (DEFAULT, _, _) = True
-    matches (con1, _, _)    = con == con1
+where @is@ was something like
+       
+       p `is` n = p /= (-1) && p == n
 
+This gave rise to a horrible sequence of cases
 
-mkCoerce to_ty (Note (Coerce _ from_ty) expr) 
-  | to_ty == from_ty = expr
-  | otherwise       = Note (Coerce to_ty from_ty) expr
-mkCoerce to_ty expr
-  = Note (Coerce to_ty (coreExprType expr)) expr
+       case p of
+         (-1) -> $j p
+         1    -> e1
+         DEFAULT -> $j p
+
+and similarly in cascade for all the join points!
+         
+\begin{code}
+mkCase other_scrut case_bndr other_alts
+  = returnSmpl (Case other_scrut case_bndr (mergeDefault other_alts))
+
+mergeDefault (deflt_alt@(DEFAULT,_,deflt_rhs) : con_alts)
+  = deflt_alt : [alt | alt@(con,_,rhs) <- con_alts, not (rhs `cheapEqExpr` deflt_rhs)]
+       -- NB: we can neglect the binders because we won't get equality if the
+       -- binders are mentioned in rhs (no shadowing)
+mergeDefault other_alts
+  = other_alts
 \end{code}