[project @ 2004-12-27 11:27:56 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / SimplUtils.lhs
index 6ce4ada..fd3de7e 100644 (file)
@@ -5,51 +5,51 @@
 
 \begin{code}
 module SimplUtils (
-       simplBinder, simplBinders, simplRecIds, simplLetId, simplLamBinders,
-       tryEtaExpansion,
-       newId, mkLam, mkCase,
+       mkLam, prepareAlts, mkCase,
+
+       -- Inlining,
+       preInlineUnconditionally, postInlineUnconditionally, activeInline, activeRule,
+       inlineMode,
 
        -- The continuation type
        SimplCont(..), DupFlag(..), LetRhsFlag(..), 
        contIsDupable, contResultType,
-       countValArgs, countArgs, 
-       mkBoringStop, mkStop, contIsRhs, contIsRhsOrArg,
-       getContArgs, interestingCallContext, interestingArg, isStrictType, discardInline
+       countValArgs, countArgs, pushContArgs,
+       mkBoringStop, mkRhsStop, contIsRhs, contIsRhsOrArg,
+       getContArgs, interestingCallContext, interestingArg, isStrictType
 
     ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import CmdLineOpts     ( SimplifierSwitch(..),
-                         opt_SimplDoLambdaEtaExpansion, opt_SimplDoEtaReduction,
-                         opt_SimplCaseMerge, opt_UF_UpdateInPlace
-                       )
+import SimplEnv
+import CmdLineOpts     ( SimplifierSwitch(..), SimplifierMode(..), opt_UF_UpdateInPlace,
+                         opt_SimplNoPreInlining, opt_RulesOff,
+                         DynFlag(..), dopt )
 import CoreSyn
-import CoreFVs         ( exprSomeFreeVars, exprsSomeFreeVars )
-import CoreUtils       ( exprIsTrivial, cheapEqExpr, exprType, exprIsCheap, 
-                         etaExpand, exprEtaExpandArity, bindNonRec, mkCoerce,
+import CoreFVs         ( exprFreeVars )
+import CoreUtils       ( cheapEqExpr, exprType, exprIsTrivial,
+                         etaExpand, exprEtaExpandArity, bindNonRec, mkCoerce2,
                          findDefault, exprOkForSpeculation, exprIsValue
                        )
-import Subst           ( InScopeSet, mkSubst, substExpr )
-import qualified Subst ( simplBndrs, simplBndr, simplLetId, simplLamBndr )
-import Id              ( Id, idType, idName, 
-                         mkSysLocal, hasNoBinding, isDeadBinder, idNewDemandInfo,
-                         idUnfolding, idNewStrictness,
-                         mkLocalId, idInfo
+import Id              ( Id, idType, idInfo, isDataConWorkId, idOccInfo,
+                         mkSysLocal, isDeadBinder, idNewDemandInfo, isExportedId,
+                         idUnfolding, idNewStrictness, idInlinePragma,
                        )
-import Name            ( setNameUnique )
 import NewDemand       ( isStrictDmd, isBotRes, splitStrictSig )
 import SimplMonad
-import Type            ( Type, mkForAllTys, seqType, 
-                         splitTyConApp_maybe, tyConAppArgs, mkTyVarTys,
-                         isUnLiftedType, splitRepFunTys, isStrictType
+import Type            ( Type, seqType, splitFunTys, dropForAlls, isStrictType,
+                         splitTyConApp_maybe, tyConAppArgs, mkTyVarTys
                        )
-import OccName         ( UserFS )
-import TyCon           ( tyConDataConsIfAvailable, isDataTyCon )
-import DataCon         ( dataConRepArity, dataConSig, dataConArgTys )
-import Var             ( mkSysTyVar, tyVarKind )
-import VarEnv          ( SubstEnv )
-import VarSet          ( mkVarSet, varSetElems, intersectVarSet )
+import TcType          ( isDictTy )
+import Name            ( mkSysTvName )
+import OccName         ( EncodedFS )
+import TyCon           ( tyConDataCons_maybe, isAlgTyCon, isNewTyCon )
+import DataCon         ( dataConRepArity, dataConTyVars, dataConArgTys, isVanillaDataCon )
+import Var             ( tyVarKind, mkTyVar )
+import VarSet
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), isTopLevel, OccInfo(..), isLoopBreaker, isOneOcc,
+                         Activation, isAlwaysActive, isActive )
 import Util            ( lengthExceeds, mapAccumL )
 import Outputable
 \end{code}
@@ -83,14 +83,16 @@ data SimplCont              -- Strict contexts
             InId [InAlt] SimplEnv      -- The case binder, alts, and subst-env
             SimplCont
 
-  | ArgOf    DupFlag           -- An arbitrary strict context: the argument 
+  | ArgOf    LetRhsFlag                -- An arbitrary strict context: the argument 
                                --      of a strict function, or a primitive-arg fn
                                --      or a PrimOp
-            LetRhsFlag
+                               -- No DupFlag because we never duplicate it
+            OutType            -- arg_ty: type of the argument itself
             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.
+
             (SimplEnv -> OutExpr -> SimplM FloatsWithExpr)     -- What to do with the result
                                -- The result expression in the OutExprStuff has type cont_ty
 
@@ -104,7 +106,7 @@ instance Outputable LetRhsFlag where
 instance Outputable SimplCont where
   ppr (Stop _ is_rhs _)             = ptext SLIT("Stop") <> brackets (ppr is_rhs)
   ppr (ApplyTo dup arg se cont)      = (ptext SLIT("ApplyTo") <+> ppr dup <+> ppr arg) $$ ppr cont
-  ppr (ArgOf   dup _ _ _)           = ptext SLIT("ArgOf...") <+> ppr dup
+  ppr (ArgOf _ _ _ _)               = ptext SLIT("ArgOf...")
   ppr (Select dup bndr alts se cont) = (ptext SLIT("Select") <+> ppr dup <+> ppr bndr) $$ 
                                       (nest 4 (ppr alts)) $$ ppr cont
   ppr (CoerceIt ty cont)            = (ptext SLIT("CoerceIt") <+> ppr ty) $$ ppr cont
@@ -118,15 +120,13 @@ instance Outputable DupFlag where
 
 
 -------------------
-mkBoringStop :: OutType -> SimplCont
+mkBoringStop, mkRhsStop :: OutType -> SimplCont
 mkBoringStop ty = Stop ty AnArg (canUpdateInPlace ty)
-
-mkStop :: OutType -> LetRhsFlag -> SimplCont
-mkStop ty is_rhs = Stop ty is_rhs (canUpdateInPlace ty)
+mkRhsStop    ty = Stop ty AnRhs (canUpdateInPlace ty)
 
 contIsRhs :: SimplCont -> Bool
 contIsRhs (Stop _ AnRhs _)    = True
-contIsRhs (ArgOf _ AnRhs _ _) = True
+contIsRhs (ArgOf AnRhs _ _ _) = True
 contIsRhs other                      = False
 
 contIsRhsOrArg (Stop _ _ _)    = True
@@ -137,17 +137,10 @@ contIsRhsOrArg other             = False
 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
+contIsDupable (InlinePlease cont)        = contIsDupable cont
+contIsDupable other                     = False
 
 -------------------
 discardableCont :: SimplCont -> Bool
@@ -182,6 +175,12 @@ countValArgs other                    = 0
 countArgs :: SimplCont -> Int
 countArgs (ApplyTo _ arg se cont) = 1 + countArgs cont
 countArgs other                          = 0
+
+-------------------
+pushContArgs :: SimplEnv -> [OutArg] -> SimplCont -> SimplCont
+-- Pushes args with the specified environment
+pushContArgs env []           cont = cont
+pushContArgs env (arg : args) cont = ApplyTo NoDup arg env (pushContArgs env args cont)
 \end{code}
 
 
@@ -227,6 +226,9 @@ getContArgs chkr fun orig_cont
        --      * (error "Hello") arg
        --      * f (error "Hello") where f is strict
        --      etc
+       -- Then, especially in the first of these cases, we'd like to discard
+       -- the continuation, leaving just the bottoming expression.  But the
+       -- type might not be right, so we may have to add a coerce.
     go acc ss inl cont 
        | null ss && discardableCont cont = (reverse acc, discardCont cont, inl)
        | otherwise                       = (reverse acc, cont,             inl)
@@ -237,14 +239,14 @@ getContArgs chkr fun orig_cont
     computed_stricts = zipWith (||) fun_stricts arg_stricts
 
     ----------------------------
-    (val_arg_tys, _) = splitRepFunTys (idType fun)
+    (val_arg_tys, _) = splitFunTys (dropForAlls (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
+       -- Hence the splitFunTys*IgnoringForAlls*
 
     ----------------------------
        -- If fun_stricts is finite, it means the function returns bottom
@@ -269,25 +271,22 @@ getContArgs chkr fun orig_cont
          other -> vanilla_stricts      -- Not enough args, or no strictness
 
 -------------------
-interestingArg :: InScopeSet -> InExpr -> SubstEnv -> Bool
+interestingArg :: OutExpr -> 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
+interestingArg (Var v)          = hasSomeUnfolding (idUnfolding v)
+                                       -- Was: isValueUnfolding (idUnfolding v')
+                                       -- But that seems over-pessimistic
+                                || isDataConWorkId v
+                                       -- This accounts for an argument like
+                                       -- () or [], which is definitely interesting
+interestingArg (Type _)                 = False
+interestingArg (App fn (Type _)) = interestingArg fn
+interestingArg (Note _ a)       = interestingArg a
+interestingArg 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.
@@ -376,9 +375,9 @@ interestingCallContext :: Bool              -- False <=> no args at all
 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
+    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
@@ -416,10 +415,10 @@ canUpdateInPlace ty
   | otherwise
   = case splitTyConApp_maybe ty of 
        Nothing         -> False 
-       Just (tycon, _) -> case tyConDataConsIfAvailable tycon of
-                               [dc]  -> arity == 1 || arity == 2
-                                     where
-                                        arity = dataConRepArity dc
+       Just (tycon, _) -> case tyConDataCons_maybe tycon of
+                               Just [dc]  -> arity == 1 || arity == 2
+                                          where
+                                             arity = dataConRepArity dc
                                other -> False
 \end{code}
 
@@ -427,70 +426,272 @@ canUpdateInPlace ty
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\section{Dealing with a single binder}
+\subsection{Decisions about inlining}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-These functions are in the monad only so that they can be made strict via seq.
+Inlining is controlled partly by the SimplifierMode switch.  This has two
+settings:
+
+       SimplGently     (a) Simplifying before specialiser/full laziness
+                       (b) Simplifiying inside INLINE pragma
+                       (c) Simplifying the LHS of a rule
+                       (d) Simplifying a GHCi expression or Template 
+                               Haskell splice
+
+       SimplPhase n    Used at all other times
+
+The key thing about SimplGently is that it does no call-site inlining.
+Before full laziness we must be careful not to inline wrappers,
+because doing so inhibits floating
+    e.g. ...(case f x of ...)...
+    ==> ...(case (case x of I# x# -> fw x#) of ...)...
+    ==> ...(case x of I# x# -> case fw x# of ...)...
+and now the redex (f x) isn't floatable any more.
+
+The no-inling thing is also important for Template Haskell.  You might be 
+compiling in one-shot mode with -O2; but when TH compiles a splice before
+running it, we don't want to use -O2.  Indeed, we don't want to inline
+anything, because the byte-code interpreter might get confused about 
+unboxed tuples and suchlike.
+
+INLINE pragmas
+~~~~~~~~~~~~~~
+SimplGently is also used as the mode to simplify inside an InlineMe note.
 
 \begin{code}
-simplBinders :: SimplEnv -> [InBinder] -> SimplM (SimplEnv, [OutBinder])
-simplBinders env bndrs
-  = let
-       (subst', bndrs') = Subst.simplBndrs (getSubst env) bndrs
-    in
-    seqBndrs bndrs'    `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndrs')
+inlineMode :: SimplifierMode
+inlineMode = SimplGently
+\end{code}
 
-simplBinder :: SimplEnv -> InBinder -> SimplM (SimplEnv, OutBinder)
-simplBinder env bndr
-  = let
-       (subst', bndr') = Subst.simplBndr (getSubst env) bndr
-    in
-    seqBndr bndr'      `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndr')
+It really is important to switch off inlinings inside such
+expressions.  Consider the following example 
+
+       let f = \pq -> BIG
+       in
+       let g = \y -> f y y
+           {-# INLINE g #-}
+       in ...g...g...g...g...g...
+
+Now, if that's the ONLY occurrence of f, it will be inlined inside g,
+and thence copied multiple times when g is inlined.
+
+
+This function may be inlinined in other modules, so we
+don't want to remove (by inlining) calls to functions that have
+specialisations, or that may have transformation rules in an importing
+scope.
+
+E.g.   {-# INLINE f #-}
+               f x = ...g...
+
+and suppose that g is strict *and* has specialisations.  If we inline
+g's wrapper, we deny f the chance of getting the specialised version
+of g when f is inlined at some call site (perhaps in some other
+module).
+
+It's also important not to inline a worker back into a wrapper.
+A wrapper looks like
+       wraper = inline_me (\x -> ...worker... )
+Normally, the inline_me prevents the worker getting inlined into
+the wrapper (initially, the worker's only call site!).  But,
+if the wrapper is sure to be called, the strictness analyser will
+mark it 'demanded', so when the RHS is simplified, it'll get an ArgOf
+continuation.  That's why the keep_inline predicate returns True for
+ArgOf continuations.  It shouldn't do any harm not to dissolve the
+inline-me note under these circumstances.
+
+Note that the result is that we do very little simplification
+inside an InlineMe.  
+
+       all xs = foldr (&&) True xs
+       any p = all . map p  {-# INLINE any #-}
+
+Problem: any won't get deforested, and so if it's exported and the
+importer doesn't use the inlining, (eg passes it as an arg) then we
+won't get deforestation at all.  We havn't solved this problem yet!
+
+
+preInlineUnconditionally
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+@preInlineUnconditionally@ examines a bndr to see if it is used just
+once in a completely safe way, so that it is safe to discard the
+binding inline its RHS at the (unique) usage site, REGARDLESS of how
+big the RHS might be.  If this is the case we don't simplify the RHS
+first, but just inline it un-simplified.
+
+This is much better than first simplifying a perhaps-huge RHS and then
+inlining and re-simplifying it.  Indeed, it can be at least quadratically
+better.  Consider
+
+       x1 = e1
+       x2 = e2[x1]
+       x3 = e3[x2]
+       ...etc...
+       xN = eN[xN-1]
 
+We may end up simplifying e1 N times, e2 N-1 times, e3 N-3 times etc.
 
-simplLamBinders :: SimplEnv -> [InBinder] -> SimplM (SimplEnv, [OutBinder])
-simplLamBinders env bndrs
-  = let
-       (subst', bndrs') = mapAccumL Subst.simplLamBndr (getSubst env) bndrs
-    in
-    seqBndrs bndrs'    `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', bndrs')
+NB: we don't even look at the RHS to see if it's trivial
+We might have
+                       x = y
+where x is used many times, but this is the unique occurrence of y.
+We should NOT inline x at all its uses, because then we'd do the same
+for y -- aargh!  So we must base this pre-rhs-simplification decision
+solely on x's occurrences, not on its rhs.
 
-simplRecIds :: SimplEnv -> [InBinder] -> SimplM (SimplEnv, [OutBinder])
-simplRecIds env ids
-  = let
-       (subst', ids') = mapAccumL Subst.simplLetId (getSubst env) ids
-    in
-    seqBndrs ids'      `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', ids')
+Evne RHSs labelled InlineMe aren't caught here, because there might be
+no benefit from inlining at the call site.
 
-simplLetId :: SimplEnv -> InBinder -> SimplM (SimplEnv, OutBinder)
-simplLetId env id
-  = let
-       (subst', id') = Subst.simplLetId (getSubst env) id
-    in
-    seqBndr id'                `seq`
-    returnSmpl (setSubst env subst', id')
+[Sept 01] Don't unconditionally inline a top-level thing, because that
+can simply make a static thing into something built dynamically.  E.g.
+       x = (a,b)
+       main = \s -> h x
 
-seqBndrs [] = ()
-seqBndrs (b:bs) = seqBndr b `seq` seqBndrs bs
+[Remember that we treat \s as a one-shot lambda.]  No point in
+inlining x unless there is something interesting about the call site.
 
-seqBndr b | isTyVar b = b `seq` ()
-         | otherwise = seqType (idType b)      `seq`
-                       idInfo b                `seq`
-                       ()
-\end{code}
+But watch out: if you aren't careful, some useful foldr/build fusion
+can be lost (most notably in spectral/hartel/parstof) because the
+foldr didn't see the build.  Doing the dynamic allocation isn't a big
+deal, in fact, but losing the fusion can be.  But the right thing here
+seems to be to do a callSiteInline based on the fact that there is
+something interesting about the call site (it's strict).  Hmm.  That
+seems a bit fragile.
 
+Conclusion: inline top level things gaily until Phase 0 (the last
+phase), at which point don't.
 
 \begin{code}
-newId :: UserFS -> Type -> SimplM Id
-newId fs ty = getUniqueSmpl    `thenSmpl` \ uniq ->
-             returnSmpl (mkSysLocal fs uniq ty)
+preInlineUnconditionally :: SimplEnv -> TopLevelFlag -> InId -> Bool
+preInlineUnconditionally env top_lvl bndr
+  | isTopLevel top_lvl, SimplPhase 0 <- phase = False
+-- If we don't have this test, consider
+--     x = length [1,2,3]
+-- The full laziness pass carefully floats all the cons cells to
+-- top level, and preInlineUnconditionally floats them all back in.
+-- Result is (a) static allocation replaced by dynamic allocation
+--          (b) many simplifier iterations because this tickles
+--              a related problem; only one inlining per pass
+-- 
+-- On the other hand, I have seen cases where top-level fusion is
+-- lost if we don't inline top level thing (e.g. string constants)
+-- Hence the test for phase zero (which is the phase for all the final
+-- simplifications).  Until phase zero we take no special notice of
+-- top level things, but then we become more leery about inlining
+-- them.  
+
+  | not active                    = False
+  | opt_SimplNoPreInlining = False
+  | otherwise = case idOccInfo bndr of
+                 IAmDead            -> True    -- Happens in ((\x.1) v)
+                 OneOcc in_lam once -> not in_lam && once
+                       -- Not inside a lambda, one occurrence ==> safe!
+                 other              -> False
+  where
+    phase = getMode env
+    active = case phase of
+                  SimplGently  -> isAlwaysActive prag
+                  SimplPhase n -> isActive n prag
+    prag = idInlinePragma bndr
 \end{code}
 
+postInlineUnconditionally
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+@postInlineUnconditionally@ decides whether to unconditionally inline
+a thing based on the form of its RHS; in particular if it has a
+trivial RHS.  If so, we can inline and discard the binding altogether.
+
+NB: a loop breaker has must_keep_binding = True and non-loop-breakers
+only have *forward* references Hence, it's safe to discard the binding
+       
+NOTE: This isn't our last opportunity to inline.  We're at the binding
+site right now, and we'll get another opportunity when we get to the
+ocurrence(s)
+
+Note that we do this unconditional inlining only for trival RHSs.
+Don't inline even WHNFs inside lambdas; doing so may simply increase
+allocation when the function is called. This isn't the last chance; see
+NOTE above.
+
+NB: Even inline pragmas (e.g. IMustBeINLINEd) are ignored here Why?
+Because we don't even want to inline them into the RHS of constructor
+arguments. See NOTE above
+
+NB: At one time even NOINLINE was ignored here: if the rhs is trivial
+it's best to inline it anyway.  We often get a=E; b=a from desugaring,
+with both a and b marked NOINLINE.  But that seems incompatible with
+our new view that inlining is like a RULE, so I'm sticking to the 'active'
+story for now.
+
+\begin{code}
+postInlineUnconditionally :: SimplEnv -> OutId -> OccInfo -> OutExpr -> Bool
+postInlineUnconditionally env bndr occ_info rhs 
+  =  exprIsTrivial rhs
+  && active
+  && not (isLoopBreaker occ_info)
+  && not (isExportedId bndr)
+       -- We used to have (isOneOcc occ_info) instead of
+       -- not (isLoopBreaker occ_info) && not (isExportedId bndr)
+       -- That was because a rather fragile use of rules got confused
+       -- if you inlined even a binding f=g  e.g. We used to have
+       --      map = mapList
+       -- But now a more precise use of phases has eliminated this problem,
+       -- so the is_active test will do the job.  I think.
+       --
+       -- OLD COMMENT: (delete soon)
+       -- Indeed, you might suppose that
+       -- there is nothing wrong with substituting for a trivial RHS, even
+       -- if it occurs many times.  But consider
+       --      x = y
+       --      h = _inline_me_ (...x...)
+       -- Here we do *not* want to have x inlined, even though the RHS is
+       -- trivial, becuase the contract for an INLINE pragma is "no inlining".
+       -- This is important in the rules for the Prelude 
+  where
+    active = case getMode env of
+                  SimplGently  -> isAlwaysActive prag
+                  SimplPhase n -> isActive n prag
+    prag = idInlinePragma bndr
+
+activeInline :: SimplEnv -> OutId -> OccInfo -> Bool
+activeInline env id occ
+  = case getMode env of
+      SimplGently -> isOneOcc occ && isAlwaysActive prag
+       -- No inlining at all when doing gentle stuff,
+       -- except for local things that occur once
+       -- The reason is that too little clean-up happens if you 
+       -- don't inline use-once things.   Also a bit of inlining is *good* for
+       -- full laziness; it can expose constant sub-expressions.
+       -- Example in spectral/mandel/Mandel.hs, where the mandelset 
+       -- function gets a useful let-float if you inline windowToViewport
+
+       -- NB: we used to have a second exception, for data con wrappers.
+       -- On the grounds that we use gentle mode for rule LHSs, and 
+       -- they match better when data con wrappers are inlined.
+       -- But that only really applies to the trivial wrappers (like (:)),
+       -- and they are now constructed as Compulsory unfoldings (in MkId)
+       -- so they'll happen anyway.
+
+      SimplPhase n -> isActive n prag
+  where
+    prag = idInlinePragma id
+
+activeRule :: SimplEnv -> Maybe (Activation -> Bool)
+-- Nothing => No rules at all
+activeRule env
+  | opt_RulesOff = Nothing
+  | otherwise
+  = case getMode env of
+       SimplGently  -> Just isAlwaysActive
+                       -- Used to be Nothing (no rules in gentle mode)
+                       -- Main motivation for changing is that I wanted
+                       --      lift String ===> ...
+                       -- to work in Template Haskell when simplifying
+                       -- splices, so we get simpler code for literal strings
+       SimplPhase n -> Just (isActive n)
+\end{code}     
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -511,15 +712,19 @@ Try three things
 
 \begin{code}
 mkLam env bndrs body cont
- | opt_SimplDoEtaReduction,
-   Just etad_lam <- tryEtaReduce bndrs body
- = tick (EtaReduction (head bndrs))    `thenSmpl_`
-   returnSmpl (emptyFloats env, etad_lam)
-
- | opt_SimplDoLambdaEtaExpansion,
-   any isRuntimeVar bndrs
- = tryEtaExpansion body                `thenSmpl` \ body' ->
-   returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body')
+ = getDOptsSmpl         `thenSmpl` \dflags ->
+   mkLam' dflags env bndrs body cont
+ where
+ mkLam' dflags env bndrs body cont
+   | dopt Opt_DoEtaReduction dflags,
+     Just etad_lam <- tryEtaReduce bndrs body
+   = tick (EtaReduction (head bndrs))  `thenSmpl_`
+     returnSmpl (emptyFloats env, etad_lam)
+
+   | dopt Opt_DoLambdaEtaExpansion dflags,
+     any isRuntimeVar bndrs
+   = tryEtaExpansion body              `thenSmpl` \ body' ->
+     returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body')
 
 {-     Sept 01: I'm experimenting with getting the
        full laziness pass to float out past big lambdsa
@@ -532,8 +737,8 @@ mkLam env bndrs body cont
    returnSmpl (floats, mkLams bndrs body')
 -}
 
- | otherwise 
- = returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body)
+   | otherwise 
+   = returnSmpl (emptyFloats env, mkLams bndrs body)
 \end{code}
 
 
@@ -555,14 +760,27 @@ tryEtaReduce bndrs body
        -- efficient here:
        --  (a) we already have the binders
        --  (b) we can do the triviality test before computing the free vars
-       --      [in fact I take the simple path and look for just a variable]
   = go (reverse bndrs) body
   where
     go (b : bs) (App fun arg) | ok_arg b arg = go bs fun       -- Loop round
-    go []       (Var fun)     | ok_fun fun   = Just (Var fun)  -- Success!
+    go []       fun           | ok_fun fun   = Just fun                -- Success!
     go _        _                           = Nothing          -- Failure!
 
-    ok_fun fun   = not (fun `elem` bndrs) && not (hasNoBinding fun)
+    ok_fun fun =  exprIsTrivial fun
+              && not (any (`elemVarSet` (exprFreeVars fun)) bndrs)
+              && (exprIsValue fun || all ok_lam bndrs)
+    ok_lam v = isTyVar v || isDictTy (idType v)
+       -- The exprIsValue is because eta reduction is not 
+       -- valid in general:  \x. bot  /=  bot
+       -- So we need to be sure that the "fun" is a value.
+       --
+       -- However, we always want to reduce (/\a -> f a) to f
+       -- This came up in a RULE: foldr (build (/\a -> g a))
+       --      did not match      foldr (build (/\b -> ...something complex...))
+       -- The type checker can insert these eta-expanded versions,
+       -- with both type and dictionary lambdas; hence the slightly 
+       -- ad-hoc isDictTy
+
     ok_arg b arg = varToCoreExpr b `cheapEqExpr` arg
 \end{code}
 
@@ -591,14 +809,10 @@ actually computing the expansion.
 tryEtaExpansion :: OutExpr -> SimplM OutExpr
 -- There is at least one runtime binder in the binders
 tryEtaExpansion body
-  | arity_is_manifest          -- Some lambdas but not enough
-  = returnSmpl body
-
-  | otherwise
   = getUniquesSmpl                     `thenSmpl` \ us ->
     returnSmpl (etaExpand fun_arity us body (exprType body))
   where
-    (fun_arity, arity_is_manifest) = exprEtaExpandArity body
+    fun_arity = exprEtaExpandArity body
 \end{code}
 
 
@@ -784,6 +998,140 @@ tryRhsTyLam env tyvars body               -- Only does something if there's a let
 -}
 \end{code}
 
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Case alternative filtering
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+prepareAlts does two things:
+
+1.  Eliminate alternatives that cannot match, including the
+    DEFAULT alternative.
+
+2.  If the DEFAULT alternative can match only one possible constructor,
+    then make that constructor explicit.
+    e.g.
+       case e of x { DEFAULT -> rhs }
+     ===>
+       case e of x { (a,b) -> rhs }
+    where the type is a single constructor type.  This gives better code
+    when rhs also scrutinises x or e.
+
+It's a good idea do do this stuff before simplifying the alternatives, to
+avoid simplifying alternatives we know can't happen, and to come up with
+the list of constructors that are handled, to put into the IdInfo of the
+case binder, for use when simplifying the alternatives.
+
+Eliminating the default alternative in (1) isn't so obvious, but it can
+happen:
+
+data Colour = Red | Green | Blue
+
+f x = case x of
+       Red -> ..
+       Green -> ..
+       DEFAULT -> h x
+
+h y = case y of
+       Blue -> ..
+       DEFAULT -> [ case y of ... ]
+
+If we inline h into f, the default case of the inlined h can't happen.
+If we don't notice this, we may end up filtering out *all* the cases
+of the inner case y, which give us nowhere to go!
+
+
+\begin{code}
+prepareAlts :: OutExpr                 -- Scrutinee
+           -> InId             -- Case binder
+           -> [InAlt]          -- Increasing order
+           -> SimplM ([InAlt],         -- Better alternatives, still incresaing order
+                       [AltCon])       -- These cases are handled
+
+prepareAlts scrut case_bndr alts
+  = let
+       (alts_wo_default, maybe_deflt) = findDefault alts
+
+        impossible_cons = case scrut of
+                           Var v -> otherCons (idUnfolding v)
+                           other -> []
+
+       -- Filter out alternatives that can't possibly match
+       better_alts | null impossible_cons = alts_wo_default
+                   | otherwise            = [alt | alt@(con,_,_) <- alts_wo_default, 
+                                                   not (con `elem` impossible_cons)]
+
+       -- "handled_cons" are handled either by the context, 
+       -- or by a branch in this case expression
+       -- (Don't add DEFAULT to the handled_cons!!)
+       handled_cons = impossible_cons ++ [con | (con,_,_) <- better_alts]
+    in
+       -- Filter out the default, if it can't happen,
+       -- or replace it with "proper" alternative if there
+       -- is only one constructor left
+    prepareDefault case_bndr handled_cons maybe_deflt  `thenSmpl` \ deflt_alt ->
+
+    returnSmpl (mergeAlts better_alts deflt_alt, handled_cons)
+       -- We need the mergeAlts in case the new default_alt 
+       -- has turned into a constructor alternative.
+
+prepareDefault case_bndr handled_cons (Just rhs)
+  | Just (tycon, inst_tys) <- splitTyConApp_maybe (idType case_bndr),
+    isAlgTyCon tycon,          -- It's a data type, tuple, or unboxed tuples.  
+    not (isNewTyCon tycon),    -- We can have a newtype, if we are just doing an eval:
+                               --      case x of { DEFAULT -> e }
+                               -- and we don't want to fill in a default for them!
+    Just all_cons <- tyConDataCons_maybe tycon,
+    not (null all_cons),       -- This is a tricky corner case.  If the data type has no constructors,
+                               -- which GHC allows, then the case expression will have at most a default
+                               -- alternative.  We don't want to eliminate that alternative, because the
+                               -- invariant is that there's always one alternative.  It's more convenient
+                               -- to leave     
+                               --      case x of { DEFAULT -> e }     
+                               -- as it is, rather than transform it to
+                               --      error "case cant match"
+                               -- which would be quite legitmate.  But it's a really obscure corner, and
+                               -- not worth wasting code on.
+    let handled_data_cons = [data_con | DataAlt data_con <- handled_cons],
+    let missing_cons      = [con | con <- all_cons, 
+                                  not (con `elem` handled_data_cons)]
+  = case missing_cons of
+       []          -> returnSmpl []    -- Eliminate the default alternative
+                                       -- if it can't match
+
+       [con]       ->  -- It matches exactly one constructor, so fill it in
+                      tick (FillInCaseDefault case_bndr)       `thenSmpl_`
+                      mk_args con inst_tys                     `thenSmpl` \ args ->
+                      returnSmpl [(DataAlt con, args, rhs)]
+
+       two_or_more -> returnSmpl [(DEFAULT, [], rhs)]
+
+  | otherwise
+  = returnSmpl [(DEFAULT, [], rhs)]
+
+prepareDefault case_bndr handled_cons Nothing
+  = returnSmpl []
+
+mk_args missing_con inst_tys
+  = mk_tv_bndrs missing_con inst_tys   `thenSmpl` \ (tv_bndrs, inst_tys') ->
+    getUniquesSmpl                     `thenSmpl` \ id_uniqs ->
+    let arg_tys = dataConArgTys missing_con inst_tys'
+       arg_ids = zipWith (mkSysLocal FSLIT("a")) id_uniqs arg_tys
+    in
+    returnSmpl (tv_bndrs ++ arg_ids)
+
+mk_tv_bndrs missing_con inst_tys
+  | isVanillaDataCon missing_con
+  = returnSmpl ([], inst_tys)
+  | otherwise
+  = getUniquesSmpl             `thenSmpl` \ tv_uniqs ->
+    let new_tvs    = zipWith mk tv_uniqs (dataConTyVars missing_con)
+       mk uniq tv = mkTyVar (mkSysTvName uniq FSLIT("t")) (tyVarKind tv)
+    in
+    returnSmpl (new_tvs, mkTyVarTys new_tvs)
+\end{code}
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -794,11 +1142,14 @@ tryRhsTyLam env tyvars body              -- Only does something if there's a let
 mkCase puts a case expression back together, trying various transformations first.
 
 \begin{code}
-mkCase :: OutExpr -> OutId -> [OutAlt] -> SimplM OutExpr
-
-mkCase scrut case_bndr alts
-  = mkAlts scrut case_bndr alts        `thenSmpl` \ better_alts ->
-    mkCase1 scrut case_bndr better_alts
+mkCase :: OutExpr -> OutId -> OutType
+       -> [OutAlt]             -- Increasing order
+       -> SimplM OutExpr
+
+mkCase scrut case_bndr ty alts
+  = getDOptsSmpl                       `thenSmpl` \dflags ->
+    mkAlts dflags scrut case_bndr alts `thenSmpl` \ better_alts ->
+    mkCase1 scrut case_bndr ty better_alts
 \end{code}
 
 
@@ -820,16 +1171,7 @@ mkAlts tries these things:
        a) all branches equal
        b) some branches equal to the DEFAULT (which occurs first)
 
-2.  If the DEFAULT alternative can match only one possible constructor,
-    then make that constructor explicit.
-    e.g.
-       case e of x { DEFAULT -> rhs }
-     ===>
-       case e of x { (a,b) -> rhs }
-    where the type is a single constructor type.  This gives better code
-    when rhs also scrutinises x or e.
-
-3.  Case merging:
+2.  Case merging:
        case e of b {             ==>   case e of b {
         p1 -> rhs1                      p1 -> rhs1
         ...                             ...
@@ -872,7 +1214,7 @@ and similarly in cascade for all the join points!
 --------------------------------------------------
 --     1. Merge identical branches
 --------------------------------------------------
-mkAlts scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
+mkAlts dflags scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
   | all isDeadBinder bndrs1,                   -- Remember the default 
     length filtered_alts < length con_alts     -- alternative comes first
   = tick (AltMerge case_bndr)                  `thenSmpl_`
@@ -884,83 +1226,56 @@ mkAlts scrut case_bndr alts@((con1,bndrs1,rhs1) : con_alts)
 
 
 --------------------------------------------------
---     2. Fill in missing constructor
+--     2.  Merge nested cases
 --------------------------------------------------
 
-mkAlts scrut case_bndr alts
-  | Just (tycon, inst_tys) <- splitTyConApp_maybe (idType case_bndr),
-    isDataTyCon tycon,                 -- It's a data type
-    (alts_no_deflt, Just rhs) <- findDefault alts,
-               -- There is a DEFAULT case
-    [missing_con] <- filter is_missing (tyConDataConsIfAvailable tycon)
-               -- There is just one missing constructor!
-  = tick (FillInCaseDefault case_bndr) `thenSmpl_`
-    getUniquesSmpl                     `thenSmpl` \ tv_uniqs ->
-    getUniquesSmpl                     `thenSmpl` \ id_uniqs ->
-    let
-       (_,_,ex_tyvars,_,_,_) = dataConSig missing_con
-       ex_tyvars'  = zipWith mk tv_uniqs ex_tyvars
-       mk uniq tv  = mkSysTyVar uniq (tyVarKind tv)
-       arg_ids     = zipWith (mkSysLocal SLIT("a")) id_uniqs arg_tys
-       arg_tys     = dataConArgTys missing_con (inst_tys ++ mkTyVarTys ex_tyvars')
-       better_alts = (DataAlt missing_con, ex_tyvars' ++ arg_ids, rhs) : alts_no_deflt
-    in
-    returnSmpl better_alts
-  where
-    impossible_cons   = otherCons (idUnfolding case_bndr)
-    handled_data_cons = [data_con | DataAlt data_con         <- impossible_cons] ++
-                       [data_con | (DataAlt data_con, _, _) <- alts]
-    is_missing con    = not (con `elem` handled_data_cons)
-
---------------------------------------------------
---     3.  Merge nested cases
---------------------------------------------------
-
-mkAlts scrut outer_bndr outer_alts
-  | opt_SimplCaseMerge,
+mkAlts dflags scrut outer_bndr outer_alts
+  | dopt Opt_CaseMerge dflags,
     (outer_alts_without_deflt, maybe_outer_deflt)   <- findDefault outer_alts,
-    Just (Case (Var scrut_var) inner_bndr inner_alts) <- maybe_outer_deflt,
+    Just (Case (Var scrut_var) inner_bndr _ inner_alts) <- maybe_outer_deflt,
     scruting_same_var scrut_var
-
-  = let            --  Eliminate any inner alts which are shadowed by the outer ones
-       outer_cons = [con | (con,_,_) <- outer_alts_without_deflt]
-    
-       munged_inner_alts = [ (con, args, munge_rhs rhs) 
-                           | (con, args, rhs) <- inner_alts, 
-                              not (con `elem` outer_cons)      -- Eliminate shadowed inner alts
-                           ]
-       munge_rhs rhs = bindCaseBndr inner_bndr (Var outer_bndr) rhs
-    
-       (inner_con_alts, maybe_inner_default) = findDefault munged_inner_alts
-
-       new_alts = add_default maybe_inner_default
-                              (outer_alts_without_deflt ++ inner_con_alts)
+  = let
+       munged_inner_alts = [(con, args, munge_rhs rhs) | (con, args, rhs) <- inner_alts]
+       munge_rhs rhs = bindCaseBndr inner_bndr (Var outer_bndr) rhs
+  
+       new_alts = mergeAlts outer_alts_without_deflt munged_inner_alts
+               -- The merge keeps the inner DEFAULT at the front, if there is one
+               -- and eliminates any inner_alts that are shadowed by the outer_alts
     in
     tick (CaseMerge outer_bndr)                                `thenSmpl_`
     returnSmpl new_alts
-       -- Warning: don't call mkAlts recursively!
-       -- Firstly, there's no point, because inner alts have already had
-       -- mkCase applied to them, so they won't have a case in their default
-       -- Secondly, if you do, you get an infinite loop, because the bindCaseBndr
-       -- in munge_rhs may put a case into the DEFAULT branch!
+       -- Warning: don't call mkAlts recursively!
+       -- Firstly, there's no point, because inner alts have already had
+       -- mkCase applied to them, so they won't have a case in their default
+       -- Secondly, if you do, you get an infinite loop, because the bindCaseBndr
+       -- in munge_rhs may put a case into the DEFAULT branch!
   where
-       -- We are scrutinising the same variable if it's
-       -- the outer case-binder, or if the outer case scrutinises a variable
-       -- (and it's the same).  Testing both allows us not to replace the
-       -- outer scrut-var with the outer case-binder (Simplify.simplCaseBinder).
+       -- We are scrutinising the same variable if it's
+       -- the outer case-binder, or if the outer case scrutinises a variable
+       -- (and it's the same).  Testing both allows us not to replace the
+       -- outer scrut-var with the outer case-binder (Simplify.simplCaseBinder).
     scruting_same_var = case scrut of
                          Var outer_scrut -> \ v -> v == outer_bndr || v == outer_scrut
                          other           -> \ v -> v == outer_bndr
 
-    add_default (Just rhs) alts = (DEFAULT,[],rhs) : alts
-    add_default Nothing    alts = alts
-
-
---------------------------------------------------
+------------------------------------------------
 --     Catch-all
---------------------------------------------------
-
-mkAlts scrut case_bndr other_alts = returnSmpl other_alts
+------------------------------------------------
+
+mkAlts dflags scrut case_bndr other_alts = returnSmpl other_alts
+
+
+---------------------------------
+mergeAlts :: [OutAlt] -> [OutAlt] -> [OutAlt]
+-- Merge preserving order; alternatives in the first arg
+-- shadow ones in the second
+mergeAlts [] as2 = as2
+mergeAlts as1 [] = as1
+mergeAlts (a1:as1) (a2:as2)
+  = case a1 `cmpAlt` a2 of
+       LT -> a1 : mergeAlts as1      (a2:as2)
+       EQ -> a1 : mergeAlts as1      as2       -- Discard a2
+       GT -> a2 : mergeAlts (a1:as1) as2
 \end{code}
 
 
@@ -1056,13 +1371,62 @@ So the case-elimination algorithm is:
 
 If so, then we can replace the case with one of the rhss.
 
+Further notes about case elimination
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider:      test :: Integer -> IO ()
+               test = print
+
+Turns out that this compiles to:
+    Print.test
+      = \ eta :: Integer
+         eta1 :: State# RealWorld ->
+         case PrelNum.< eta PrelNum.zeroInteger of wild { __DEFAULT ->
+         case hPutStr stdout
+                (PrelNum.jtos eta ($w[] @ Char))
+                eta1
+         of wild1 { (# new_s, a4 #) -> PrelIO.lvl23 new_s  }}
+
+Notice the strange '<' which has no effect at all. This is a funny one.  
+It started like this:
+
+f x y = if x < 0 then jtos x
+          else if y==0 then "" else jtos x
+
+At a particular call site we have (f v 1).  So we inline to get
+
+       if v < 0 then jtos x 
+       else if 1==0 then "" else jtos x
+
+Now simplify the 1==0 conditional:
+
+       if v<0 then jtos v else jtos v
+
+Now common-up the two branches of the case:
+
+       case (v<0) of DEFAULT -> jtos v
+
+Why don't we drop the case?  Because it's strict in v.  It's technically
+wrong to drop even unnecessary evaluations, and in practice they
+may be a result of 'seq' so we *definitely* don't want to drop those.
+I don't really know how to improve this situation.
+
 
 \begin{code}
 --------------------------------------------------
+--     0. Check for empty alternatives
+--------------------------------------------------
+
+#ifdef DEBUG
+mkCase1 scrut case_bndr ty []
+  = pprTrace "mkCase1: null alts" (ppr case_bndr <+> ppr scrut) $
+    returnSmpl scrut
+#endif
+
+--------------------------------------------------
 --     1. Eliminate the case altogether if poss
 --------------------------------------------------
 
-mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
+mkCase1 scrut case_bndr ty [(con,bndrs,rhs)]
   -- See if we can get rid of the case altogether
   -- See the extensive notes on case-elimination above
   -- mkCase made sure that if all the alternatives are equal, 
@@ -1089,6 +1453,7 @@ mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
 --     Here we must *not* discard the case, because dataToTag# just fetches the tag from
 --     the info pointer.  So we'll be pedantic all the time, and see if that gives any
 --     other problems
+--     Also we don't want to discard 'seq's
   = tick (CaseElim case_bndr)                  `thenSmpl_` 
     returnSmpl (bindCaseBndr case_bndr scrut rhs)
 
@@ -1103,7 +1468,7 @@ mkCase1 scrut case_bndr [(con,bndrs,rhs)]
 --     2. Identity case
 --------------------------------------------------
 
-mkCase1 scrut case_bndr alts   -- Identity case
+mkCase1 scrut case_bndr ty alts        -- Identity case
   | all identity_alt alts
   = tick (CaseIdentity case_bndr)              `thenSmpl_`
     returnSmpl (re_note scrut)
@@ -1126,14 +1491,14 @@ mkCase1 scrut case_bndr alts    -- Identity case
 
        -- 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
+                       (_,_,rhs1@(Note _ _)) -> mkCoerce2 (exprType rhs1) (idType case_bndr) scrut
                        other                 -> scrut
 
 
 --------------------------------------------------
 --     Catch-all
 --------------------------------------------------
-mkCase1 scrut bndr alts = returnSmpl (Case scrut bndr alts)
+mkCase1 scrut bndr ty alts = returnSmpl (Case scrut bndr ty alts)
 \end{code}