[project @ 2006-01-06 16:30:17 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / simplCore / Simplify.lhs
index 473b03b..17a7969 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-
+%
 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
 %
 \section[Simplify]{The main module of the simplifier}
@@ -8,69 +8,215 @@ module Simplify ( simplTopBinds, simplExpr ) where
 
 #include "HsVersions.h"
 
-import CmdLineOpts     ( intSwitchSet,
-                         opt_SccProfilingOn, opt_PprStyle_Debug, opt_SimplDoEtaReduction,
-                         opt_SimplNoPreInlining, opt_DictsStrict, opt_SimplPedanticBottoms,
+import DynFlags        ( dopt, DynFlag(Opt_D_dump_inlinings),
                          SimplifierSwitch(..)
                        )
 import SimplMonad
-import SimplUtils      ( mkCase, transformRhs, findAlt,
-                         simplBinder, simplBinders, simplIds, findDefault, mkCoerce
+import SimplEnv        
+import SimplUtils      ( mkCase, mkLam, prepareAlts,
+                         SimplCont(..), DupFlag(..), LetRhsFlag(..), 
+                         mkRhsStop, mkBoringStop,  pushContArgs,
+                         contResultType, countArgs, contIsDupable, contIsRhsOrArg,
+                         getContArgs, interestingCallContext, interestingArg, isStrictType,
+                         preInlineUnconditionally, postInlineUnconditionally, 
+                         inlineMode, activeInline, activeRule
                        )
-import Var             ( TyVar, mkSysTyVar, tyVarKind, maybeModifyIdInfo )
-import VarEnv
-import VarSet
-import Id              ( Id, idType, idInfo, idUnique,
-                         getIdUnfolding, setIdUnfolding, isExportedId, 
-                         getIdSpecialisation, setIdSpecialisation,
-                         getIdDemandInfo, setIdDemandInfo,
-                         getIdArity, setIdArity, setIdInfo,
-                         getIdStrictness, 
-                         setInlinePragma, getInlinePragma, idMustBeINLINEd,
-                         setOneShotLambda, maybeModifyIdInfo
+import Id              ( Id, idType, idInfo, idArity, isDataConWorkId, 
+                         setIdUnfolding, isDeadBinder,
+                         idNewDemandInfo, setIdInfo, 
+                         setIdOccInfo, zapLamIdInfo, setOneShotLambda
                        )
-import IdInfo          ( InlinePragInfo(..), OccInfo(..), StrictnessInfo(..), 
-                         ArityInfo(..), atLeastArity, arityLowerBound, unknownArity, zapFragileIdInfo,
-                         specInfo, inlinePragInfo, zapLamIdInfo, setArityInfo, setInlinePragInfo, setUnfoldingInfo
+import MkId            ( eRROR_ID )
+import Literal         ( mkStringLit )
+import IdInfo          ( OccInfo(..), isLoopBreaker,
+                         setArityInfo, zapDemandInfo,
+                         setUnfoldingInfo, 
+                         occInfo
                        )
-import Demand          ( Demand, isStrict, wwLazy )
-import Const           ( isWHNFCon, conOkForAlt )
-import ConFold         ( tryPrimOp )
-import PrimOp          ( PrimOp, primOpStrictness, primOpType )
-import DataCon         ( DataCon, dataConNumInstArgs, dataConRepStrictness, dataConSig, dataConArgTys )
-import Const           ( Con(..) )
-import Name            ( isLocallyDefined )
+import NewDemand       ( isStrictDmd )
+import Unify           ( coreRefineTys )
+import DataCon         ( dataConTyCon, dataConRepStrictness, isVanillaDataCon )
+import TyCon           ( tyConArity )
 import CoreSyn
-import CoreFVs         ( exprFreeVars )
-import CoreUnfold      ( Unfolding, mkOtherCon, mkUnfolding, otherCons,
-                         callSiteInline, hasSomeUnfolding
-                       )
-import CoreUtils       ( cheapEqExpr, exprIsDupable, exprIsCheap, exprIsTrivial,
-                         coreExprType, coreAltsType, exprArity, exprIsValue,
-                         exprOkForSpeculation
+import PprCore         ( pprParendExpr, pprCoreExpr )
+import CoreUnfold      ( mkUnfolding, callSiteInline )
+import CoreUtils       ( exprIsDupable, exprIsTrivial, needsCaseBinding,
+                         exprIsConApp_maybe, mkPiTypes, findAlt, 
+                         exprType, exprIsHNF, 
+                         exprOkForSpeculation, exprArity, 
+                         mkCoerce, mkCoerce2, mkSCC, mkInlineMe, applyTypeToArg
                        )
 import Rules           ( lookupRule )
-import CostCentre      ( isSubsumedCCS, currentCCS, isEmptyCC )
-import Type            ( Type, mkTyVarTy, mkTyVarTys, isUnLiftedType, seqType,
-                         mkFunTy, splitFunTys, splitTyConApp_maybe, splitFunTy_maybe,
-                         funResultTy, isDictTy, isDataType, applyTy, applyTys, mkFunTys
-                       )
-import Subst           ( Subst, mkSubst, emptySubst, substExpr, substTy, 
-                         substEnv, lookupInScope, lookupSubst, substIdInfo
+import BasicTypes      ( isMarkedStrict )
+import CostCentre      ( currentCCS )
+import Type            ( TvSubstEnv, isUnLiftedType, seqType, tyConAppArgs, funArgTy,
+                         splitFunTy_maybe, splitFunTy, coreEqType 
                        )
-import TyCon           ( isDataTyCon, tyConDataCons, tyConClass_maybe, tyConArity, isDataTyCon )
+import VarEnv          ( elemVarEnv, emptyVarEnv )
 import TysPrim         ( realWorldStatePrimTy )
 import PrelInfo                ( realWorldPrimId )
-import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), isTopLevel )
-import Maybes          ( maybeToBool )
-import Util            ( zipWithEqual, stretchZipEqual, lengthExceeds )
-import PprCore
+import BasicTypes      ( TopLevelFlag(..), isTopLevel, 
+                         RecFlag(..), isNonRec
+                       )
+import StaticFlags     ( opt_PprStyle_Debug )
+import OrdList
+import Maybes          ( orElse )
 import Outputable
+import Util             ( notNull )
 \end{code}
 
 
-The guts of the simplifier is in this module, but the driver
-loop for the simplifier is in SimplCore.lhs.
+The guts of the simplifier is in this module, but the driver loop for
+the simplifier is in SimplCore.lhs.
+
+
+-----------------------------------------
+       *** IMPORTANT NOTE ***
+-----------------------------------------
+The simplifier used to guarantee that the output had no shadowing, but
+it does not do so any more.   (Actually, it never did!)  The reason is
+documented with simplifyArgs.
+
+
+-----------------------------------------
+       *** IMPORTANT NOTE ***
+-----------------------------------------
+Many parts of the simplifier return a bunch of "floats" as well as an
+expression. This is wrapped as a datatype SimplUtils.FloatsWith.
+
+All "floats" are let-binds, not case-binds, but some non-rec lets may
+be unlifted (with RHS ok-for-speculation).
+
+
+
+-----------------------------------------
+       ORGANISATION OF FUNCTIONS
+-----------------------------------------
+simplTopBinds
+  - simplify all top-level binders
+  - for NonRec, call simplRecOrTopPair
+  - for Rec,    call simplRecBind
+
+       
+       ------------------------------
+simplExpr (applied lambda)     ==> simplNonRecBind
+simplExpr (Let (NonRec ...) ..) ==> simplNonRecBind
+simplExpr (Let (Rec ...)    ..) ==> simplify binders; simplRecBind
+
+       ------------------------------
+simplRecBind   [binders already simplfied]
+  - use simplRecOrTopPair on each pair in turn
+
+simplRecOrTopPair [binder already simplified]
+  Used for: recursive bindings (top level and nested)
+           top-level non-recursive bindings
+  Returns: 
+  - check for PreInlineUnconditionally
+  - simplLazyBind
+
+simplNonRecBind
+  Used for: non-top-level non-recursive bindings
+           beta reductions (which amount to the same thing)
+  Because it can deal with strict arts, it takes a 
+       "thing-inside" and returns an expression
+
+  - check for PreInlineUnconditionally
+  - simplify binder, including its IdInfo
+  - if strict binding
+       simplStrictArg
+       mkAtomicArgs
+       completeNonRecX
+    else
+       simplLazyBind
+       addFloats
+
+simplNonRecX:  [given a *simplified* RHS, but an *unsimplified* binder]
+  Used for: binding case-binder and constr args in a known-constructor case
+  - check for PreInLineUnconditionally
+  - simplify binder
+  - completeNonRecX
+       ------------------------------
+simplLazyBind: [binder already simplified, RHS not]
+  Used for: recursive bindings (top level and nested)
+           top-level non-recursive bindings
+           non-top-level, but *lazy* non-recursive bindings
+       [must not be strict or unboxed]
+  Returns floats + an augmented environment, not an expression
+  - substituteIdInfo and add result to in-scope 
+       [so that rules are available in rec rhs]
+  - simplify rhs
+  - mkAtomicArgs
+  - float if exposes constructor or PAP
+  - completeLazyBind
+
+
+completeNonRecX:       [binder and rhs both simplified]
+  - if the the thing needs case binding (unlifted and not ok-for-spec)
+       build a Case
+   else
+       completeLazyBind
+       addFloats
+
+completeLazyBind:      [given a simplified RHS]
+       [used for both rec and non-rec bindings, top level and not]
+  - try PostInlineUnconditionally
+  - add unfolding [this is the only place we add an unfolding]
+  - add arity
+
+
+
+Right hand sides and arguments
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In many ways we want to treat 
+       (a) the right hand side of a let(rec), and 
+       (b) a function argument
+in the same way.  But not always!  In particular, we would
+like to leave these arguments exactly as they are, so they
+will match a RULE more easily.
+       
+       f (g x, h x)    
+       g (+ x)
+
+It's harder to make the rule match if we ANF-ise the constructor,
+or eta-expand the PAP:
+
+       f (let { a = g x; b = h x } in (a,b))
+       g (\y. + x y)
+
+On the other hand if we see the let-defns
+
+       p = (g x, h x)
+       q = + x
+
+then we *do* want to ANF-ise and eta-expand, so that p and q
+can be safely inlined.   
+
+Even floating lets out is a bit dubious.  For let RHS's we float lets
+out if that exposes a value, so that the value can be inlined more vigorously.
+For example
+
+       r = let x = e in (x,x)
+
+Here, if we float the let out we'll expose a nice constructor. We did experiments
+that showed this to be a generally good thing.  But it was a bad thing to float
+lets out unconditionally, because that meant they got allocated more often.
+
+For function arguments, there's less reason to expose a constructor (it won't
+get inlined).  Just possibly it might make a rule match, but I'm pretty skeptical.
+So for the moment we don't float lets out of function arguments either.
+
+
+Eta expansion
+~~~~~~~~~~~~~~
+For eta expansion, we want to catch things like
+
+       case e of (a,b) -> \x -> case a of (p,q) -> \y -> r
+
+If the \x was on the RHS of a let, we'd eta expand to bring the two
+lambdas together.  And in general that's a good thing to do.  Perhaps
+we should eta expand wherever we find a (value) lambda?  Then the eta
+expansion at a let RHS can concentrate solely on the PAP case.
 
 
 %************************************************************************
@@ -80,59 +226,452 @@ loop for the simplifier is in SimplCore.lhs.
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-simplTopBinds :: [InBind] -> SimplM [OutBind]
+simplTopBinds :: SimplEnv -> [InBind] -> SimplM [OutBind]
 
-simplTopBinds binds
+simplTopBinds env binds
   =    -- Put all the top-level binders into scope at the start
        -- so that if a transformation rule has unexpectedly brought
        -- anything into scope, then we don't get a complaint about that.
        -- It's rather as if the top-level binders were imported.
-    extendInScopes top_binders $
-    simpl_binds binds          `thenSmpl` \ (binds', _) ->
-    freeTick SimplifierDone    `thenSmpl_`
-    returnSmpl binds'
+    simplLetBndrs env (bindersOfBinds binds)   `thenSmpl` \ (env, bndrs') -> 
+    simpl_binds env binds bndrs'               `thenSmpl` \ (floats, _) ->
+    freeTick SimplifierDone                    `thenSmpl_`
+    returnSmpl (floatBinds floats)
   where
-    top_binders        = bindersOfBinds binds
+       -- We need to track the zapped top-level binders, because
+       -- they should have their fragile IdInfo zapped (notably occurrence info)
+       -- That's why we run down binds and bndrs' simultaneously.
+    simpl_binds :: SimplEnv -> [InBind] -> [OutId] -> SimplM (FloatsWith ())
+    simpl_binds env []          bs = ASSERT( null bs ) returnSmpl (emptyFloats env, ())
+    simpl_binds env (bind:binds) bs = simpl_bind env bind bs           `thenSmpl` \ (floats,env) ->
+                                     addFloats env floats              $ \env -> 
+                                     simpl_binds env binds (drop_bs bind bs)
+
+    drop_bs (NonRec _ _) (_ : bs) = bs
+    drop_bs (Rec prs)    bs      = drop (length prs) bs
+
+    simpl_bind env bind bs 
+      = getDOptsSmpl                           `thenSmpl` \ dflags ->
+        if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
+          pprTrace "SimplBind" (ppr (bindersOf bind)) $ simpl_bind1 env bind bs
+       else
+          simpl_bind1 env bind bs
+
+    simpl_bind1 env (NonRec b r) (b':_) = simplRecOrTopPair env TopLevel b b' r
+    simpl_bind1 env (Rec pairs)  bs'    = simplRecBind      env TopLevel pairs bs'
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{simplNonRec}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+simplNonRecBind is used for
+  * non-top-level non-recursive lets in expressions
+  * beta reduction
 
-    simpl_binds []                       = returnSmpl ([], panic "simplTopBinds corner")
-    simpl_binds (NonRec bndr rhs : binds) = simplLazyBind TopLevel bndr  (zap bndr) rhs         (simpl_binds binds)
-    simpl_binds (Rec pairs       : binds) = simplRecBind  TopLevel pairs (map (zap . fst) pairs) (simpl_binds binds)
+It takes 
+  * An unsimplified (binder, rhs) pair
+  * The env for the RHS.  It may not be the same as the
+       current env because the bind might occur via (\x.E) arg
 
-    zap id = maybeModifyIdInfo zapFragileIdInfo id
--- TEMP
+It uses the CPS form because the binding might be strict, in which
+case we might discard the continuation:
+       let x* = error "foo" in (...x...)
 
+It needs to turn unlifted bindings into a @case@.  They can arise
+from, say:     (\x -> e) (4# + 3#)
+
+\begin{code}
+simplNonRecBind :: SimplEnv
+               -> InId                                 -- Binder
+               -> InExpr -> SimplEnv                   -- Arg, with its subst-env
+               -> OutType                              -- Type of thing computed by the context
+               -> (SimplEnv -> SimplM FloatsWithExpr)  -- The body
+               -> SimplM FloatsWithExpr
+#ifdef DEBUG
+simplNonRecBind env bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
+  | isTyVar bndr
+  = pprPanic "simplNonRecBind" (ppr bndr <+> ppr rhs)
+#endif
+
+simplNonRecBind env bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
+  = simplNonRecBind' env bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
+
+simplNonRecBind' env bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
+  | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr rhs
+  = tick (PreInlineUnconditionally bndr)               `thenSmpl_`
+    thing_inside (extendIdSubst env bndr (mkContEx rhs_se rhs))
+
+  | isStrictDmd (idNewDemandInfo bndr) || isStrictType bndr_ty -- A strict let
+  =    -- Don't use simplBinder because that doesn't keep 
+       -- fragile occurrence info in the substitution
+    simplLetBndr env bndr                                      `thenSmpl` \ (env, bndr1) ->
+    simplStrictArg AnRhs env rhs rhs_se (idType bndr1) cont_ty $ \ env1 rhs1 ->
+
+       -- Now complete the binding and simplify the body
+    let
+       -- simplLetBndr doesn't deal with the IdInfo, so we must
+       -- do so here (c.f. simplLazyBind)
+       bndr2  = bndr1 `setIdInfo` simplIdInfo env (idInfo bndr)
+       env2   = modifyInScope env1 bndr2 bndr2
+    in
+    if needsCaseBinding bndr_ty rhs1
+    then
+      thing_inside env2                                        `thenSmpl` \ (floats, body) ->
+      returnSmpl (emptyFloats env2, Case rhs1 bndr2 (exprType body) 
+                                       [(DEFAULT, [], wrapFloats floats body)])
+    else
+      completeNonRecX env2 True {- strict -} bndr bndr2 rhs1 thing_inside
+
+  | otherwise                                                  -- Normal, lazy case
+  =    -- Don't use simplBinder because that doesn't keep 
+       -- fragile occurrence info in the substitution
+    simplLetBndr env bndr                              `thenSmpl` \ (env, bndr') ->
+    simplLazyBind env NotTopLevel NonRecursive
+                 bndr bndr' rhs rhs_se                 `thenSmpl` \ (floats, env) ->
+    addFloats env floats thing_inside
 
-simplRecBind :: TopLevelFlag -> [(InId, InExpr)] -> [OutId]
-            -> SimplM (OutStuff a) -> SimplM (OutStuff a)
-simplRecBind top_lvl pairs bndrs' thing_inside
-  = go pairs bndrs'            `thenSmpl` \ (binds', stuff) ->
-    returnSmpl (addBind (Rec (flattenBinds binds')) stuff)
   where
-    go [] _ = thing_inside     `thenSmpl` \ stuff ->
-             returnSmpl ([], stuff)
-       
-    go ((bndr, rhs) : pairs) (bndr' : bndrs')
-       = simplLazyBind top_lvl bndr bndr' rhs (go pairs bndrs')
-               -- Don't float unboxed bindings out,
-               -- because we can't "rec" them
+    bndr_ty = idType bndr
+\end{code}
+
+A specialised variant of simplNonRec used when the RHS is already simplified, notably
+in knownCon.  It uses case-binding where necessary.
+
+\begin{code}
+simplNonRecX :: SimplEnv
+            -> InId            -- Old binder
+            -> OutExpr         -- Simplified RHS
+            -> (SimplEnv -> SimplM FloatsWithExpr)
+            -> SimplM FloatsWithExpr
+
+simplNonRecX env bndr new_rhs thing_inside
+  | needsCaseBinding (idType bndr) new_rhs
+       -- Make this test *before* the preInlineUnconditionally
+       -- Consider     case I# (quotInt# x y) of 
+       --                I# v -> let w = J# v in ...
+       -- If we gaily inline (quotInt# x y) for v, we end up building an
+       -- extra thunk:
+       --                let w = J# (quotInt# x y) in ...
+       -- because quotInt# can fail.
+  = simplBinder env bndr       `thenSmpl` \ (env, bndr') ->
+    thing_inside env           `thenSmpl` \ (floats, body) ->
+    let body' = wrapFloats floats body in 
+    returnSmpl (emptyFloats env, Case new_rhs bndr' (exprType body') [(DEFAULT, [], body')])
+
+  | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr new_rhs
+       -- This happens; for example, the case_bndr during case of
+       -- known constructor:  case (a,b) of x { (p,q) -> ... }
+       -- Here x isn't mentioned in the RHS, so we don't want to
+       -- create the (dead) let-binding  let x = (a,b) in ...
+       --
+       -- Similarly, single occurrences can be inlined vigourously
+       -- e.g.  case (f x, g y) of (a,b) -> ....
+       -- If a,b occur once we can avoid constructing the let binding for them.
+  = thing_inside (extendIdSubst env bndr (DoneEx new_rhs))
+
+  | otherwise
+  = simplBinder env bndr       `thenSmpl` \ (env, bndr') ->
+    completeNonRecX env False {- Non-strict; pessimistic -} 
+                   bndr bndr' new_rhs thing_inside
+
+completeNonRecX env is_strict old_bndr new_bndr new_rhs thing_inside
+  = mkAtomicArgs is_strict 
+                True {- OK to float unlifted -} 
+                new_rhs                        `thenSmpl` \ (aux_binds, rhs2) ->
+
+       -- Make the arguments atomic if necessary, 
+       -- adding suitable bindings
+    addAtomicBindsE env (fromOL aux_binds)     $ \ env ->
+    completeLazyBind env NotTopLevel
+                    old_bndr new_bndr rhs2     `thenSmpl` \ (floats, env) ->
+    addFloats env floats thing_inside
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
+\subsection{Lazy bindings}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+simplRecBind is used for
+       * recursive bindings only
+
 \begin{code}
-addBind :: CoreBind -> OutStuff a -> OutStuff a
-addBind bind    (binds,  res) = (bind:binds,     res)
+simplRecBind :: SimplEnv -> TopLevelFlag
+            -> [(InId, InExpr)] -> [OutId]
+            -> SimplM (FloatsWith SimplEnv)
+simplRecBind env top_lvl pairs bndrs'
+  = go env pairs bndrs'                `thenSmpl` \ (floats, env) ->
+    returnSmpl (flattenFloats floats, env)
+  where
+    go env [] _ = returnSmpl (emptyFloats env, env)
+       
+    go env ((bndr, rhs) : pairs) (bndr' : bndrs')
+       = simplRecOrTopPair env top_lvl bndr bndr' rhs  `thenSmpl` \ (floats, env) ->
+         addFloats env floats (\env -> go env pairs bndrs')
+\end{code}
+
 
-addBinds :: [CoreBind] -> OutStuff a -> OutStuff a
-addBinds []     stuff        = stuff
-addBinds binds1 (binds2, res) = (binds1++binds2, res)
+simplRecOrTopPair is used for
+       * recursive bindings (whether top level or not)
+       * top-level non-recursive bindings
+
+It assumes the binder has already been simplified, but not its IdInfo.
+
+\begin{code}
+simplRecOrTopPair :: SimplEnv
+                 -> TopLevelFlag
+                 -> InId -> OutId              -- Binder, both pre-and post simpl
+                 -> InExpr                     -- The RHS and its environment
+                 -> SimplM (FloatsWith SimplEnv)
+
+simplRecOrTopPair env top_lvl bndr bndr' rhs
+  | preInlineUnconditionally env top_lvl bndr rhs      -- Check for unconditional inline
+  = tick (PreInlineUnconditionally bndr)               `thenSmpl_`
+    returnSmpl (emptyFloats env, extendIdSubst env bndr (mkContEx env rhs))
+
+  | otherwise
+  = simplLazyBind env top_lvl Recursive bndr bndr' rhs env
+       -- May not actually be recursive, but it doesn't matter
 \end{code}
 
+
+simplLazyBind is used for
+       * recursive bindings (whether top level or not)
+       * top-level non-recursive bindings
+       * non-top-level *lazy* non-recursive bindings
+
+[Thus it deals with the lazy cases from simplNonRecBind, and all cases
+from SimplRecOrTopBind]
+
+Nota bene:
+    1. It assumes that the binder is *already* simplified, 
+       and is in scope, but not its IdInfo
+
+    2. It assumes that the binder type is lifted.
+
+    3. It does not check for pre-inline-unconditionallly;
+       that should have been done already.
+
+\begin{code}
+simplLazyBind :: SimplEnv
+             -> TopLevelFlag -> RecFlag
+             -> InId -> OutId          -- Binder, both pre-and post simpl
+             -> InExpr -> SimplEnv     -- The RHS and its environment
+             -> SimplM (FloatsWith SimplEnv)
+
+simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
+  = let        -- Transfer the IdInfo of the original binder to the new binder
+       -- This is crucial: we must preserve
+       --      strictness
+       --      rules
+       --      worker info
+       -- etc.  To do this we must apply the current substitution, 
+       -- which incorporates earlier substitutions in this very letrec group.
+       --
+       -- NB 1.  We do this *before* processing the RHS of the binder, so that
+       -- its substituted rules are visible in its own RHS.
+       -- This is important.  Manuel found cases where he really, really
+       -- wanted a RULE for a recursive function to apply in that function's
+       -- own right-hand side.
+       --
+       -- NB 2: We do not transfer the arity (see Subst.substIdInfo)
+       -- The arity of an Id should not be visible
+       -- in its own RHS, else we eta-reduce
+       --      f = \x -> f x
+       -- to
+       --      f = f
+       -- which isn't sound.  And it makes the arity in f's IdInfo greater than
+       -- the manifest arity, which isn't good.
+       -- The arity will get added later.
+       --
+       -- NB 3: It's important that we *do* transer the loop-breaker OccInfo,
+       -- because that's what stops the Id getting inlined infinitely, in the body
+       -- of the letrec.
+
+       -- NB 4: does no harm for non-recursive bindings
+
+       bndr2             = bndr1 `setIdInfo` simplIdInfo env (idInfo bndr)
+       env1              = modifyInScope env bndr2 bndr2
+       rhs_env           = setInScope rhs_se env1
+       is_top_level      = isTopLevel top_lvl
+       ok_float_unlifted = not is_top_level && isNonRec is_rec
+       rhs_cont          = mkRhsStop (idType bndr1)
+    in
+       -- Simplify the RHS; note the mkRhsStop, which tells 
+       -- the simplifier that this is the RHS of a let.
+    simplExprF rhs_env rhs rhs_cont            `thenSmpl` \ (floats, rhs1) ->
+
+       -- If any of the floats can't be floated, give up now
+       -- (The allLifted predicate says True for empty floats.)
+    if (not ok_float_unlifted && not (allLifted floats)) then
+       completeLazyBind env1 top_lvl bndr bndr2
+                        (wrapFloats floats rhs1)
+    else       
+
+       -- ANF-ise a constructor or PAP rhs
+    mkAtomicArgs False {- Not strict -} 
+                ok_float_unlifted rhs1                 `thenSmpl` \ (aux_binds, rhs2) ->
+
+       -- If the result is a PAP, float the floats out, else wrap them
+       -- By this time it's already been ANF-ised (if necessary)
+    if isEmptyFloats floats && isNilOL aux_binds then  -- Shortcut a common case
+       completeLazyBind env1 top_lvl bndr bndr2 rhs2
+
+    else if is_top_level || exprIsTrivial rhs2 || exprIsHNF rhs2 then
+       --      WARNING: long dodgy argument coming up
+       --      WANTED: a better way to do this
+       --              
+       -- We can't use "exprIsCheap" instead of exprIsHNF, 
+       -- because that causes a strictness bug.
+       --         x = let y* = E in case (scc y) of { T -> F; F -> T}
+       -- The case expression is 'cheap', but it's wrong to transform to
+       --         y* = E; x = case (scc y) of {...}
+       -- Either we must be careful not to float demanded non-values, or
+       -- we must use exprIsHNF for the test, which ensures that the
+       -- thing is non-strict.  So exprIsHNF => bindings are non-strict
+       -- I think.  The WARN below tests for this.
+       --
+       -- We use exprIsTrivial here because we want to reveal lone variables.  
+       -- E.g.  let { x = letrec { y = E } in y } in ...
+       -- Here we definitely want to float the y=E defn. 
+       -- exprIsHNF definitely isn't right for that.
+       --
+       -- Again, the floated binding can't be strict; if it's recursive it'll
+       -- be non-strict; if it's non-recursive it'd be inlined.
+       --
+       -- Note [SCC-and-exprIsTrivial]
+       -- If we have
+       --      y = let { x* = E } in scc "foo" x
+       -- then we do *not* want to float out the x binding, because
+       -- it's strict!  Fortunately, exprIsTrivial replies False to
+       -- (scc "foo" x).
+
+               -- There's a subtlety here.  There may be a binding (x* = e) in the
+               -- floats, where the '*' means 'will be demanded'.  So is it safe
+               -- to float it out?  Answer no, but it won't matter because
+               -- we only float if (a) arg' is a WHNF, or (b) it's going to top level
+               -- and so there can't be any 'will be demanded' bindings in the floats.
+               -- Hence the warning
+        ASSERT2( is_top_level || not (any demanded_float (floatBinds floats)), 
+                ppr (filter demanded_float (floatBinds floats)) )
+
+       tick LetFloatFromLet                    `thenSmpl_` (
+       addFloats env1 floats                   $ \ env2 ->
+       addAtomicBinds env2 (fromOL aux_binds)  $ \ env3 ->
+       completeLazyBind env3 top_lvl bndr bndr2 rhs2)
+
+    else
+       completeLazyBind env1 top_lvl bndr bndr2 (wrapFloats floats rhs1)
+
+#ifdef DEBUG
+demanded_float (NonRec b r) = isStrictDmd (idNewDemandInfo b) && not (isUnLiftedType (idType b))
+               -- Unlifted-type (cheap-eagerness) lets may well have a demanded flag on them
+demanded_float (Rec _)     = False
+#endif
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Completing a lazy binding}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+completeLazyBind
+       * deals only with Ids, not TyVars
+       * takes an already-simplified binder and RHS
+       * is used for both recursive and non-recursive bindings
+       * is used for both top-level and non-top-level bindings
+
+It does the following:
+  - tries discarding a dead binding
+  - tries PostInlineUnconditionally
+  - add unfolding [this is the only place we add an unfolding]
+  - add arity
+
+It does *not* attempt to do let-to-case.  Why?  Because it is used for
+       - top-level bindings (when let-to-case is impossible) 
+       - many situations where the "rhs" is known to be a WHNF
+               (so let-to-case is inappropriate).
+
+\begin{code}
+completeLazyBind :: SimplEnv
+                -> TopLevelFlag        -- Flag stuck into unfolding
+                -> InId                -- Old binder
+                -> OutId               -- New binder
+                -> OutExpr             -- Simplified RHS
+                -> SimplM (FloatsWith SimplEnv)
+-- We return a new SimplEnv, because completeLazyBind may choose to do its work
+-- by extending the substitution (e.g. let x = y in ...)
+-- The new binding (if any) is returned as part of the floats.
+-- NB: the returned SimplEnv has the right SubstEnv, but you should
+--     (as usual) use the in-scope-env from the floats
+
+completeLazyBind env top_lvl old_bndr new_bndr new_rhs
+  | postInlineUnconditionally env top_lvl new_bndr occ_info new_rhs unfolding
+  =            -- Drop the binding
+    tick (PostInlineUnconditionally old_bndr)  `thenSmpl_`
+    returnSmpl (emptyFloats env, extendIdSubst env old_bndr (DoneEx new_rhs))
+               -- Use the substitution to make quite, quite sure that the substitution
+               -- will happen, since we are going to discard the binding
+
+  |  otherwise
+  = let
+               -- Add arity info
+       new_bndr_info = idInfo new_bndr `setArityInfo` exprArity new_rhs
+
+       -- Add the unfolding *only* for non-loop-breakers
+       -- Making loop breakers not have an unfolding at all 
+       -- means that we can avoid tests in exprIsConApp, for example.
+       -- This is important: if exprIsConApp says 'yes' for a recursive
+       -- thing, then we can get into an infinite loop
+
+       -- If the unfolding is a value, the demand info may
+       -- go pear-shaped, so we nuke it.  Example:
+       --      let x = (a,b) in
+       --      case x of (p,q) -> h p q x
+       -- Here x is certainly demanded. But after we've nuked
+       -- the case, we'll get just
+       --      let x = (a,b) in h a b x
+       -- and now x is not demanded (I'm assuming h is lazy)
+       -- This really happens.  Similarly
+       --      let f = \x -> e in ...f..f...
+       -- After inling f at some of its call sites the original binding may
+       -- (for example) be no longer strictly demanded.
+       -- The solution here is a bit ad hoc...
+       info_w_unf = new_bndr_info `setUnfoldingInfo` unfolding
+        final_info | loop_breaker              = new_bndr_info
+                  | isEvaldUnfolding unfolding = zapDemandInfo info_w_unf `orElse` info_w_unf
+                  | otherwise                  = info_w_unf
+
+       final_id = new_bndr `setIdInfo` final_info
+    in
+               -- These seqs forces the Id, and hence its IdInfo,
+               -- and hence any inner substitutions
+    final_id                                   `seq`
+    returnSmpl (unitFloat env final_id new_rhs, env)
+
+  where 
+    unfolding    = mkUnfolding (isTopLevel top_lvl) new_rhs
+    loop_breaker = isLoopBreaker occ_info
+    old_info     = idInfo old_bndr
+    occ_info     = occInfo old_info
+\end{code}    
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
 The reason for this OutExprStuff stuff is that we want to float *after*
 simplifying a RHS, not before.  If we do so naively we get quadratic
 behaviour as things float out.
@@ -172,796 +711,566 @@ might do the same again.
 
 
 \begin{code}
-simplExpr :: CoreExpr -> SimplM CoreExpr
-simplExpr expr = getSubst      `thenSmpl` \ subst ->
-                simplExprC expr (Stop (substTy subst (coreExprType expr)))
-       -- The type in the Stop continuation is usually not used
+simplExpr :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplM CoreExpr
+simplExpr env expr = simplExprC env expr (mkBoringStop expr_ty')
+                  where
+                    expr_ty' = substTy env (exprType expr)
+       -- The type in the Stop continuation, expr_ty', is usually not used
        -- It's only needed when discarding continuations after finding
        -- a function that returns bottom.
        -- Hence the lazy substitution
 
-simplExprC :: CoreExpr -> SimplCont -> SimplM CoreExpr
-       -- Simplify an expression, given a continuation
 
-simplExprC expr cont = simplExprF expr cont    `thenSmpl` \ (floats, (_, body)) ->
-                      returnSmpl (mkLets floats body)
+simplExprC :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplCont -> SimplM CoreExpr
+       -- Simplify an expression, given a continuation
+simplExprC env expr cont 
+  = simplExprF env expr cont   `thenSmpl` \ (floats, expr) ->
+    returnSmpl (wrapFloats floats expr)
 
-simplExprF :: InExpr -> SimplCont -> SimplM OutExprStuff
+simplExprF :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont -> SimplM FloatsWithExpr
        -- Simplify an expression, returning floated binds
 
-simplExprF (Var v) cont
-  = simplVar v cont
+simplExprF env (Var v)         cont = simplVar env v cont
+simplExprF env (Lit lit)       cont = rebuild env (Lit lit) cont
+simplExprF env expr@(Lam _ _)   cont = simplLam env expr cont
+simplExprF env (Note note expr) cont = simplNote env note expr cont
+simplExprF env (App fun arg)    cont = simplExprF env fun (ApplyTo NoDup arg env cont)
 
-simplExprF expr@(Con (PrimOp op) args) cont
-  = getSubstEnv                                `thenSmpl` \ se ->
-    prepareArgs (ppr op)
-               (primOpType op)
-               (primOpStrictness op)
-               (pushArgs se args cont) $ \ args1 cont1 ->
+simplExprF env (Type ty) cont
+  = ASSERT( contIsRhsOrArg cont )
+    simplType env ty                   `thenSmpl` \ ty' ->
+    rebuild env (Type ty') cont
 
-    let
-       -- Boring... we may have too many arguments now, so we push them back
-       n_args = length args
-       args2 = ASSERT( length args1 >= n_args )
-                take n_args args1
-       cont2 = pushArgs emptySubstEnv (drop n_args args1) cont1
-    in                         
-       --      Try the prim op simplification
-       -- It's really worth trying simplExpr again if it succeeds,
-       -- because you can find
-       --      case (eqChar# x 'a') of ...
-       -- ==>  
-       --      case (case x of 'a' -> True; other -> False) of ...
-     case tryPrimOp op args2 of
-         Just e' -> zapSubstEnv (simplExprF e' cont2)
-         Nothing -> rebuild (Con (PrimOp op) args2) cont2
-
-simplExprF (Con con@(DataCon _) args) cont
-  = simplConArgs args          ( \ args' ->
-    rebuild (Con con args') cont)
-
-simplExprF expr@(Con con@(Literal _) args) cont
-  = ASSERT( null args )
-    rebuild expr cont
-
-simplExprF (App fun arg) cont
-  = getSubstEnv                `thenSmpl` \ se ->
-    simplExprF fun (ApplyTo NoDup arg se cont)
-
-simplExprF (Case scrut bndr alts) cont
-  = getSubstEnv                `thenSmpl` \ se ->
-    simplExprF scrut (Select NoDup bndr alts se cont)
-
-
-simplExprF (Let (Rec pairs) body) cont
-  = simplIds (map fst pairs)           $ \ bndrs' -> 
-       -- NB: bndrs' don't have unfoldings or spec-envs
-       -- We add them as we go down, using simplPrags
-
-    simplRecBind NotTopLevel pairs bndrs' (simplExprF body cont)
-
-simplExprF expr@(Lam _ _) cont = simplLam expr cont
-
-simplExprF (Type ty) cont
-  = ASSERT( case cont of { Stop _ -> True; ArgOf _ _ _ -> True; other -> False } )
-    simplType ty       `thenSmpl` \ ty' ->
-    rebuild (Type ty') cont
-
-simplExprF (Note (Coerce to from) e) cont
-  | to == from = simplExprF e cont
-  | otherwise  = simplType to          `thenSmpl` \ to' -> 
-                simplExprF e (CoerceIt to' cont)
-
--- hack: we only distinguish subsumed cost centre stacks for the purposes of
--- inlining.  All other CCCSs are mapped to currentCCS.
-simplExprF (Note (SCC cc) e) cont
-  = setEnclosingCC currentCCS $
-    simplExpr e        `thenSmpl` \ e ->
-    rebuild (mkNote (SCC cc) e) cont
-
-simplExprF (Note InlineCall e) cont
-  = simplExprF e (InlinePlease cont)
-
--- Comments about the InlineMe case 
--- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
--- Don't inline in the RHS of something that has an
--- inline pragma.  But be careful that the InScopeEnv that
--- we return does still have inlinings on!
--- 
--- It really is important to switch off inlinings.  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).
-
-simplExprF (Note InlineMe e) cont
-  = case cont of
-       Stop _ ->       -- Totally boring continuation
-                       -- Don't inline inside an INLINE expression
-                 switchOffInlining (simplExpr e)       `thenSmpl` \ e' ->
-                 rebuild (mkNote InlineMe e') cont
-
-       other  ->       -- Dissolve the InlineMe note if there's
-                       -- an interesting context of any kind to combine with
-                       -- (even a type application -- anything except Stop)
-                 simplExprF e cont     
-
--- A non-recursive let is dealt with by simplBeta
-simplExprF (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
-  = getSubstEnv                        `thenSmpl` \ se ->
-    simplBeta bndr rhs se (contResultType cont)        $
-    simplExprF body cont
-\end{code}
+simplExprF env (Case scrut bndr case_ty alts) cont
+  | not (switchIsOn (getSwitchChecker env) NoCaseOfCase)
+  =    -- Simplify the scrutinee with a Select continuation
+    simplExprF env scrut (Select NoDup bndr alts env cont)
+
+  | otherwise
+  =    -- If case-of-case is off, simply simplify the case expression
+       -- in a vanilla Stop context, and rebuild the result around it
+    simplExprC env scrut case_cont     `thenSmpl` \ case_expr' ->
+    rebuild env case_expr' cont
+  where
+    case_cont = Select NoDup bndr alts env (mkBoringStop case_ty')
+    case_ty'  = substTy env case_ty    -- c.f. defn of simplExpr
+
+simplExprF env (Let (Rec pairs) body) cont
+  = simplLetBndrs env (map fst pairs)          `thenSmpl` \ (env, bndrs') -> 
+       -- NB: bndrs' don't have unfoldings or rules
+       -- We add them as we go down
+
+    simplRecBind env NotTopLevel pairs bndrs'  `thenSmpl` \ (floats, env) ->
+    addFloats env floats                       $ \ env ->
+    simplExprF env body cont
+
+-- A non-recursive let is dealt with by simplNonRecBind
+simplExprF env (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
+  = simplNonRecBind env bndr rhs env (contResultType cont)     $ \ env ->
+    simplExprF env body cont
 
 
 ---------------------------------
+simplType :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
+       -- Kept monadic just so we can do the seqType
+simplType env ty
+  = seqType new_ty   `seq`   returnSmpl new_ty
+  where
+    new_ty = substTy env ty
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Lambdas}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-simplLam fun cont
-  = go fun cont
+simplLam env fun cont
+  = go env fun cont
   where
-    zap_it = mkLamBndrZapper fun (countArgs cont)
+    zap_it  = mkLamBndrZapper fun (countArgs cont)
     cont_ty = contResultType cont
 
        -- Type-beta reduction
-    go (Lam bndr body) (ApplyTo _ (Type ty_arg) arg_se body_cont)
+    go env (Lam bndr body) (ApplyTo _ (Type ty_arg) arg_se body_cont)
       =        ASSERT( isTyVar bndr )
-       tick (BetaReduction bndr)               `thenSmpl_`
-       getInScope                              `thenSmpl` \ in_scope ->
-       let
-               ty' = substTy (mkSubst in_scope arg_se) ty_arg
-       in
-       seqType ty'     `seq`
-       extendSubst bndr (DoneTy ty')
-       (go body body_cont)
+       tick (BetaReduction bndr)                       `thenSmpl_`
+       simplType (setInScope arg_se env) ty_arg        `thenSmpl` \ ty_arg' ->
+       go (extendTvSubst env bndr ty_arg') body body_cont
 
        -- Ordinary beta reduction
-    go (Lam bndr body) cont@(ApplyTo _ arg arg_se body_cont)
-      = tick (BetaReduction bndr)                      `thenSmpl_`
-       simplBeta zapped_bndr arg arg_se cont_ty
-       (go body body_cont)
+    go env (Lam bndr body) cont@(ApplyTo _ arg arg_se body_cont)
+      = tick (BetaReduction bndr)                              `thenSmpl_`
+       simplNonRecBind env (zap_it bndr) arg arg_se cont_ty    $ \ env -> 
+       go env body body_cont
+
+       -- Not enough args, so there are real lambdas left to put in the result
+    go env lam@(Lam _ _) cont
+      = simplLamBndrs env bndrs                `thenSmpl` \ (env, bndrs') ->
+       simplExpr env body              `thenSmpl` \ body' ->
+       mkLam env bndrs' body' cont     `thenSmpl` \ (floats, new_lam) ->
+       addFloats env floats            $ \ env -> 
+       rebuild env new_lam cont
       where
-       zapped_bndr = zap_it bndr
-
-       -- Not enough args
-    go lam@(Lam _ _) cont = completeLam [] lam cont
+       (bndrs,body) = collectBinders lam
 
        -- Exactly enough args
-    go expr cont = simplExprF expr cont
-
-
--- completeLam deals with the case where a lambda doesn't have an ApplyTo
--- continuation.  Try for eta reduction, but *only* if we get all
--- the way to an exprIsTrivial expression.  
--- 'acc' holds the simplified binders, in reverse order
-
-completeLam acc (Lam bndr body) cont
-  = simplBinder bndr                   $ \ bndr' ->
-    completeLam (bndr':acc) body cont
-
-completeLam acc body cont
-  = simplExpr body                     `thenSmpl` \ body' ->
-
-    case (opt_SimplDoEtaReduction, check_eta acc body') of
-       (True, Just body'')     -- Eta reduce!
-               -> tick (EtaReduction (head acc))       `thenSmpl_`
-                  rebuild body'' cont
-
-       other   ->      -- No eta reduction
-                  rebuild (foldl (flip Lam) body' acc) cont
-                       -- Remember, acc is the reversed binders
-  where
-       -- NB: the binders are reversed
-    check_eta (b : bs) (App fun arg)
-       |  (varToCoreExpr b `cheapEqExpr` arg)
-       = check_eta bs fun
-
-    check_eta [] body
-       | exprIsTrivial body &&                 -- ONLY if the body is trivial
-         not (any (`elemVarSet` body_fvs) acc)
-       = Just body             -- Success!
-       where
-         body_fvs = exprFreeVars body
-
-    check_eta _ _ = Nothing    -- Bale out
+    go env expr cont = simplExprF env expr cont
 
 mkLamBndrZapper :: CoreExpr    -- Function
-               -> Int          -- Number of args
+               -> Int          -- Number of args supplied, *including* type args
                -> Id -> Id     -- Use this to zap the binders
 mkLamBndrZapper fun n_args
   | n_args >= n_params fun = \b -> b           -- Enough args
-  | otherwise             = \b -> maybeModifyIdInfo zapLamIdInfo b
+  | otherwise             = \b -> zapLamIdInfo b
   where
-    n_params (Lam b e) | isId b    = 1 + n_params e
-                      | otherwise = n_params e
-    n_params other                = 0::Int
+       -- NB: we count all the args incl type args
+       -- so we must count all the binders (incl type lambdas)
+    n_params (Note _ e) = n_params e
+    n_params (Lam b e)  = 1 + n_params e
+    n_params other     = 0::Int
 \end{code}
 
 
----------------------------------
-simplConArgs makes sure that the arguments all end up being atomic.
-That means it may generate some Lets, hence the strange type
-
-\begin{code}
-simplConArgs :: [InArg] -> ([OutArg] -> SimplM OutExprStuff) -> SimplM OutExprStuff
-simplConArgs [] thing_inside
-  = thing_inside []
-
-simplConArgs (arg:args) thing_inside
-  = switchOffInlining (simplExpr arg)  `thenSmpl` \ arg' ->
-       -- Simplify the RHS with inlining switched off, so that
-       -- only absolutely essential things will happen.
-
-    simplConArgs args                          $ \ args' ->
-
-       -- If the argument ain't trivial, then let-bind it
-    if exprIsTrivial arg' then
-       thing_inside (arg' : args')
-    else
-       newId (coreExprType arg')               $ \ arg_id ->
-       thing_inside (Var arg_id : args')       `thenSmpl` \ res ->
-       returnSmpl (addBind (NonRec arg_id arg') res)
-\end{code}
-
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Notes}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
----------------------------------
 \begin{code}
-simplType :: InType -> SimplM OutType
-simplType ty
-  = getSubst   `thenSmpl` \ subst ->
-    let
-       new_ty = substTy subst ty
+simplNote env (Coerce to from) body cont
+  = let
+       addCoerce s1 k1 cont    -- Drop redundant coerces.  This can happen if a polymoprhic
+                               -- (coerce a b e) is instantiated with a=ty1 b=ty2 and the
+                               -- two are the same. This happens a lot in Happy-generated parsers
+         | s1 `coreEqType` k1 = cont
+
+       addCoerce s1 k1 (CoerceIt t1 cont)
+               --      coerce T1 S1 (coerce S1 K1 e)
+               -- ==>
+               --      e,                      if T1=K1
+               --      coerce T1 K1 e,         otherwise
+               --
+               -- For example, in the initial form of a worker
+               -- we may find  (coerce T (coerce S (\x.e))) y
+               -- and we'd like it to simplify to e[y/x] in one round 
+               -- of simplification
+         | t1 `coreEqType` k1  = cont                  -- The coerces cancel out
+         | otherwise           = CoerceIt t1 cont      -- They don't cancel, but 
+                                                       -- the inner one is redundant
+
+       addCoerce t1t2 s1s2 (ApplyTo dup arg arg_se cont)
+         | not (isTypeArg arg),        -- This whole case only works for value args
+                                       -- Could upgrade to have equiv thing for type apps too  
+           Just (s1, s2) <- splitFunTy_maybe s1s2
+               --      (coerce (T1->T2) (S1->S2) F) E
+               -- ===> 
+               --      coerce T2 S2 (F (coerce S1 T1 E))
+               --
+               -- t1t2 must be a function type, T1->T2, because it's applied to something
+               -- but s1s2 might conceivably not be
+               --
+               -- When we build the ApplyTo we can't mix the out-types
+               -- with the InExpr in the argument, so we simply substitute
+               -- to make it all consistent.  It's a bit messy.
+               -- But it isn't a common case.
+         = let 
+               (t1,t2) = splitFunTy t1t2
+               new_arg = mkCoerce2 s1 t1 (substExpr arg_env arg)
+               arg_env = setInScope arg_se env
+           in
+           ApplyTo dup new_arg (zapSubstEnv env) (addCoerce t2 s2 cont)
+                       
+       addCoerce to' _ cont = CoerceIt to' cont
     in
-    seqType new_ty `seq`  
-    returnSmpl new_ty
+    simplType env to           `thenSmpl` \ to' ->
+    simplType env from         `thenSmpl` \ from' ->
+    simplExprF env body (addCoerce to' from' cont)
+
+               
+-- Hack: we only distinguish subsumed cost centre stacks for the purposes of
+-- inlining.  All other CCCSs are mapped to currentCCS.
+simplNote env (SCC cc) e cont
+  = simplExpr (setEnclosingCC env currentCCS) e        `thenSmpl` \ e' ->
+    rebuild env (mkSCC cc e') cont
+
+simplNote env InlineCall e cont
+  = simplExprF env e (InlinePlease cont)
+
+-- See notes with SimplMonad.inlineMode
+simplNote env InlineMe e cont
+  | contIsRhsOrArg cont                -- Totally boring continuation; see notes above
+  =                            -- Don't inline inside an INLINE expression
+    simplExpr (setMode inlineMode env )  e     `thenSmpl` \ e' ->
+    rebuild env (mkInlineMe e') cont
+
+  | otherwise          -- Dissolve the InlineMe note if there's
+               -- an interesting context of any kind to combine with
+               -- (even a type application -- anything except Stop)
+  = simplExprF env e cont
+
+simplNote env (CoreNote s) e cont
+  = simplExpr env e    `thenSmpl` \ e' ->
+    rebuild env (Note (CoreNote s) e') cont
 \end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Binding}
+\subsection{Dealing with calls}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-@simplBeta@ is used for non-recursive lets in expressions, 
-as well as true beta reduction.
-
-Very similar to @simplLazyBind@, but not quite the same.
-
 \begin{code}
-simplBeta :: InId                      -- Binder
-         -> InExpr -> SubstEnv         -- Arg, with its subst-env
-         -> OutType                    -- Type of thing computed by the context
-         -> SimplM OutExprStuff        -- The body
-         -> SimplM OutExprStuff
-#ifdef DEBUG
-simplBeta bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
-  | isTyVar bndr
-  = pprPanic "simplBeta" (ppr bndr <+> ppr rhs)
-#endif
-
-simplBeta bndr rhs rhs_se cont_ty thing_inside
-  | preInlineUnconditionally bndr && not opt_SimplNoPreInlining
-  = tick (PreInlineUnconditionally bndr)               `thenSmpl_`
-    extendSubst bndr (ContEx rhs_se rhs) thing_inside
-
-  | otherwise
-  =    -- Simplify the RHS
-    simplBinder bndr                                   $ \ bndr' ->
-    simplArg (idType bndr') (getIdDemandInfo bndr)
-            rhs rhs_se cont_ty                         $ \ rhs' ->
+simplVar env var cont
+  = case substId env var of
+       DoneEx e         -> simplExprF (zapSubstEnv env) e cont
+       ContEx tvs ids e -> simplExprF (setSubstEnv env tvs ids) e cont
+       DoneId var1 occ  -> completeCall (zapSubstEnv env) var1 occ cont
+               -- Note [zapSubstEnv]
+               -- The template is already simplified, so don't re-substitute.
+               -- This is VITAL.  Consider
+               --      let x = e in
+               --      let y = \z -> ...x... in
+               --      \ x -> ...y...
+               -- We'll clone the inner \x, adding x->x' in the id_subst
+               -- Then when we inline y, we must *not* replace x by x' in
+               -- the inlined copy!!
 
-       -- Now complete the binding and simplify the body
-    completeBeta bndr bndr' rhs' thing_inside
+---------------------------------------------------------
+--     Dealing with a call site
 
-completeBeta bndr bndr' rhs' thing_inside
-  | isUnLiftedType (idType bndr') && not (exprOkForSpeculation rhs')
-       -- Make a case expression instead of a let
-       -- These can arise either from the desugarer,
-       -- or from beta reductions: (\x.e) (x +# y)
-  = getInScope                         `thenSmpl` \ in_scope ->
-    thing_inside               `thenSmpl` \ (floats, (_, body)) ->
-    returnSmpl ([], (in_scope, Case rhs' bndr' [(DEFAULT, [], mkLets floats body)]))
+completeCall env var occ_info cont
+  =     -- Simplify the arguments
+    getDOptsSmpl                                       `thenSmpl` \ dflags ->
+    let
+       chkr                           = getSwitchChecker env
+       (args, call_cont, inline_call) = getContArgs chkr var cont
+       fn_ty                          = idType var
+    in
+    simplifyArgs env fn_ty args (contResultType call_cont)     $ \ env args ->
 
-  | otherwise
-  = completeBinding bndr bndr' False rhs' thing_inside
-\end{code}
+       -- Next, look for rules or specialisations that match
+       --
+       -- It's important to simplify the args first, because the rule-matcher
+       -- doesn't do substitution as it goes.  We don't want to use subst_args
+       -- (defined in the 'where') because that throws away useful occurrence info,
+       -- and perhaps-very-important specialisations.
+       --
+       -- Some functions have specialisations *and* are strict; in this case,
+       -- we don't want to inline the wrapper of the non-specialised thing; better
+       -- to call the specialised thing instead.
+       -- We used to use the black-listing mechanism to ensure that inlining of 
+       -- the wrapper didn't occur for things that have specialisations till a 
+       -- later phase, so but now we just try RULES first
+       --
+       -- You might think that we shouldn't apply rules for a loop breaker: 
+       -- doing so might give rise to an infinite loop, because a RULE is
+       -- rather like an extra equation for the function:
+       --      RULE:           f (g x) y = x+y
+       --      Eqn:            f a     y = a-y
+       --
+       -- But it's too drastic to disable rules for loop breakers.  
+       -- Even the foldr/build rule would be disabled, because foldr 
+       -- is recursive, and hence a loop breaker:
+       --      foldr k z (build g) = g k z
+       -- So it's up to the programmer: rules can cause divergence
 
+    let
+       in_scope   = getInScope env
+       rules      = getRules env
+       maybe_rule = case activeRule env of
+                       Nothing     -> Nothing  -- No rules apply
+                       Just act_fn -> lookupRule act_fn in_scope rules var args 
+    in
+    case maybe_rule of {
+       Just (rule_name, rule_rhs) -> 
+               tick (RuleFired rule_name)                      `thenSmpl_`
+               (if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
+                  pprTrace "Rule fired" (vcat [
+                       text "Rule:" <+> ftext rule_name,
+                       text "Before:" <+> ppr var <+> sep (map pprParendExpr args),
+                       text "After: " <+> pprCoreExpr rule_rhs,
+                       text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
+                else
+                       id)             $
+               simplExprF env rule_rhs call_cont ;
+       
+       Nothing ->              -- No rules
 
-\begin{code}
-simplArg :: OutType -> Demand
-        -> InExpr -> SubstEnv
-        -> OutType             -- Type of thing computed by the context
-        -> (OutExpr -> SimplM OutExprStuff)
-        -> SimplM OutExprStuff
-simplArg arg_ty demand arg arg_se cont_ty thing_inside
-  | isStrict demand || 
-    isUnLiftedType arg_ty || 
-    (opt_DictsStrict && isDictTy arg_ty && isDataType arg_ty)
-       -- Return true only for dictionary types where the dictionary
-       -- has more than one component (else we risk poking on the component
-       -- of a newtype dictionary)
-  = getSubstEnv                                        `thenSmpl` \ body_se ->
-    transformRhs arg                           `thenSmpl` \ t_arg ->
-    setSubstEnv arg_se (simplExprF t_arg (ArgOf NoDup cont_ty $ \ arg' ->
-    setSubstEnv body_se (thing_inside arg')
-    )) -- NB: we must restore body_se before carrying on with thing_inside!!
+       -- Next, look for an inlining
+    let
+       arg_infos = [ interestingArg arg | arg <- args, isValArg arg]
 
-  | otherwise
-  = simplRhs NotTopLevel True arg_ty arg arg_se thing_inside
-\end{code}
+       interesting_cont = interestingCallContext (notNull args)
+                                                 (notNull arg_infos)
+                                                 call_cont
 
+       active_inline = activeInline env var occ_info
+       maybe_inline  = callSiteInline dflags active_inline inline_call occ_info
+                                      var arg_infos interesting_cont
+    in
+    case maybe_inline of {
+       Just unfolding          -- There is an inlining!
+         ->  tick (UnfoldingDone var)          `thenSmpl_`
+               (if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
+                  pprTrace "Inlining done" (vcat [
+                       text "Before:" <+> ppr var <+> sep (map pprParendExpr args),
+                       text "Inlined fn: " <+> ppr unfolding,
+                       text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
+                else
+                       id)             $
+             makeThatCall env var unfolding args call_cont
+
+       ;
+       Nothing ->              -- No inlining!
+
+       -- Done
+    rebuild env (mkApps (Var var) args) call_cont
+    }}
+
+makeThatCall :: SimplEnv
+            -> Id
+            -> InExpr          -- Inlined function rhs 
+            -> [OutExpr]       -- Arguments, already simplified
+            -> SimplCont       -- After the call
+            -> SimplM FloatsWithExpr
+-- Similar to simplLam, but this time 
+-- the arguments are already simplified
+makeThatCall orig_env var fun@(Lam _ _) args cont
+  = go orig_env fun args
+  where
+    zap_it = mkLamBndrZapper fun (length args)
 
-completeBinding
-       - deals only with Ids, not TyVars
-       - take an already-simplified RHS
+       -- Type-beta reduction
+    go env (Lam bndr body) (Type ty_arg : args)
+      =        ASSERT( isTyVar bndr )
+       tick (BetaReduction bndr)                       `thenSmpl_`
+       go (extendTvSubst env bndr ty_arg) body args
 
-It does *not* attempt to do let-to-case.  Why?  Because they are used for
+       -- Ordinary beta reduction
+    go env (Lam bndr body) (arg : args)
+      = tick (BetaReduction bndr)                      `thenSmpl_`
+       simplNonRecX env (zap_it bndr) arg              $ \ env -> 
+       go env body args
+
+       -- Not enough args, so there are real lambdas left to put in the result
+    go env fun args
+      = simplExprF env fun (pushContArgs orig_env args cont)
+       -- NB: orig_env; the correct environment to capture with
+       -- the arguments.... env has been augmented with substitutions 
+       -- from the beta reductions.
+
+makeThatCall env var fun args cont
+  = simplExprF env fun (pushContArgs env args cont)
+\end{code}                
 
-       - top-level bindings
-               (when let-to-case is impossible) 
 
-       - many situations where the "rhs" is known to be a WHNF
-               (so let-to-case is inappropriate).
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Arguments}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
 \begin{code}
-completeBinding :: InId                -- Binder
-               -> OutId                -- New binder
-               -> Bool                 -- True <=> black-listed; don't inline
-               -> OutExpr              -- Simplified RHS
-               -> SimplM (OutStuff a)  -- Thing inside
-               -> SimplM (OutStuff a)
-
-completeBinding old_bndr new_bndr black_listed new_rhs thing_inside
-  |  isDeadBinder old_bndr     -- This happens; for example, the case_bndr during case of
-                               -- known constructor:  case (a,b) of x { (p,q) -> ... }
-                               -- Here x isn't mentioned in the RHS, so we don't want to
-                               -- create the (dead) let-binding  let x = (a,b) in ...
-  =  thing_inside
-
-  |  not black_listed && postInlineUnconditionally old_bndr new_rhs
-       -- Maybe we don't need a let-binding!  Maybe we can just
-       -- inline it right away.  Unlike the preInlineUnconditionally case
-       -- we are allowed to look at the RHS.
-       --
-       -- NB: a loop breaker never has postInlineUnconditionally True
-       -- and non-loop-breakers only have *forward* references
-       -- Hence, it's safe to discard the binding
-  =  tick (PostInlineUnconditionally old_bndr) `thenSmpl_`
-     extendSubst old_bndr (DoneEx new_rhs)     
-     thing_inside
-
-  |  otherwise
-  =  getSubst                  `thenSmpl` \ subst ->
-     let
-       -- We make new IdInfo for the new binder by starting from the old binder, 
-       -- doing appropriate substitutions, 
-       new_bndr_info = substIdInfo subst (idInfo old_bndr) (idInfo new_bndr)
-                       `setArityInfo` ArityAtLeast (exprArity new_rhs)
-
-       -- At the *binding* site we use the new binder info
-       binding_site_id = new_bndr `setIdInfo` new_bndr_info
-       
-       -- At the *occurrence* sites we want to know the unfolding
-       -- We also want the occurrence info of the *original*
-       occ_site_id = new_bndr `setIdInfo`
-                     (new_bndr_info `setUnfoldingInfo` mkUnfolding new_rhs
-                                    `setInlinePragInfo` getInlinePragma old_bndr)
-     in
-       -- These seqs force the Ids, and hence the IdInfos, and hence any
-       -- inner substitutions
-     binding_site_id   `seq`
-     occ_site_id       `seq`
-
-     (modifyInScope occ_site_id thing_inside   `thenSmpl` \ stuff ->
-      returnSmpl (addBind (NonRec binding_site_id new_rhs) stuff))
-\end{code}    
+---------------------------------------------------------
+--     Simplifying the arguments of a call
+
+simplifyArgs :: SimplEnv 
+            -> OutType                         -- Type of the function
+            -> [(InExpr, SimplEnv, Bool)]      -- Details of the arguments
+            -> OutType                         -- Type of the continuation
+            -> (SimplEnv -> [OutExpr] -> SimplM FloatsWithExpr)
+            -> SimplM FloatsWithExpr
+
+-- [CPS-like because of strict arguments]
+
+-- Simplify the arguments to a call.
+-- This part of the simplifier may break the no-shadowing invariant
+-- Consider
+--     f (...(\a -> e)...) (case y of (a,b) -> e')
+-- where f is strict in its second arg
+-- If we simplify the innermost one first we get (...(\a -> e)...)
+-- Simplifying the second arg makes us float the case out, so we end up with
+--     case y of (a,b) -> f (...(\a -> e)...) e'
+-- So the output does not have the no-shadowing invariant.  However, there is
+-- no danger of getting name-capture, because when the first arg was simplified
+-- we used an in-scope set that at least mentioned all the variables free in its
+-- static environment, and that is enough.
+--
+-- We can't just do innermost first, or we'd end up with a dual problem:
+--     case x of (a,b) -> f e (...(\a -> e')...)
+--
+-- I spent hours trying to recover the no-shadowing invariant, but I just could
+-- not think of an elegant way to do it.  The simplifier is already knee-deep in
+-- continuations.  We have to keep the right in-scope set around; AND we have
+-- to get the effect that finding (error "foo") in a strict arg position will
+-- discard the entire application and replace it with (error "foo").  Getting
+-- all this at once is TOO HARD!
+
+simplifyArgs env fn_ty args cont_ty thing_inside
+  = go env fn_ty args thing_inside
+  where
+    go env fn_ty []        thing_inside = thing_inside env []
+    go env fn_ty (arg:args) thing_inside = simplifyArg env fn_ty arg cont_ty           $ \ env arg' ->
+                                          go env (applyTypeToArg fn_ty arg') args      $ \ env args' ->
+                                          thing_inside env (arg':args')
+
+simplifyArg env fn_ty (Type ty_arg, se, _) cont_ty thing_inside
+  = simplType (setInScope se env) ty_arg       `thenSmpl` \ new_ty_arg ->
+    thing_inside env (Type new_ty_arg)
+
+simplifyArg env fn_ty (val_arg, arg_se, is_strict) cont_ty thing_inside 
+  | is_strict 
+  = simplStrictArg AnArg env val_arg arg_se arg_ty cont_ty thing_inside
+
+  | otherwise  -- Lazy argument
+               -- DO NOT float anything outside, hence simplExprC
+               -- There is no benefit (unlike in a let-binding), and we'd
+               -- have to be very careful about bogus strictness through 
+               -- floating a demanded let.
+  = simplExprC (setInScope arg_se env) val_arg
+              (mkBoringStop arg_ty)            `thenSmpl` \ arg1 ->
+   thing_inside env arg1
+  where
+    arg_ty = funArgTy fn_ty
+
+
+simplStrictArg ::  LetRhsFlag
+               -> SimplEnv             -- The env of the call
+               -> InExpr -> SimplEnv   -- The arg plus its env
+               -> OutType              -- arg_ty: type of the argument
+               -> OutType              -- cont_ty: Type of thing computed by the context
+               -> (SimplEnv -> OutExpr -> SimplM FloatsWithExpr)       
+                                       -- Takes an expression of type rhs_ty, 
+                                       -- returns an expression of type cont_ty
+                                       -- The env passed to this continuation is the
+                                       -- env of the call, plus any new in-scope variables
+               -> SimplM FloatsWithExpr        -- An expression of type cont_ty
+
+simplStrictArg is_rhs call_env arg arg_env arg_ty cont_ty thing_inside
+  = simplExprF (setInScope arg_env call_env) arg
+              (ArgOf is_rhs arg_ty cont_ty (\ new_env -> thing_inside (setInScope call_env new_env)))
+  -- Notice the way we use arg_env (augmented with in-scope vars from call_env) 
+  --   to simplify the argument
+  -- and call-env (augmented with in-scope vars from the arg) to pass to the continuation
+\end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{simplLazyBind}
+\subsection{mkAtomicArgs}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-simplLazyBind basically just simplifies the RHS of a let(rec).
-It does two important optimisations though:
+mkAtomicArgs takes a putative RHS, checks whether it's a PAP or
+constructor application and, if so, converts it to ANF, so that the 
+resulting thing can be inlined more easily.  Thus
+       x = (f a, g b)
+becomes
+       t1 = f a
+       t2 = g b
+       x = (t1,t2)
 
-       * It floats let(rec)s out of the RHS, even if they
-         are hidden by big lambdas
-
-       * It does eta expansion
-
-\begin{code}
-simplLazyBind :: TopLevelFlag
-             -> InId -> OutId
-             -> InExpr                 -- The RHS
-             -> SimplM (OutStuff a)    -- The body of the binding
-             -> SimplM (OutStuff a)
--- When called, the subst env is correct for the entire let-binding
--- and hence right for the RHS.
--- Also the binder has already been simplified, and hence is in scope
-
-simplLazyBind top_lvl bndr bndr' rhs thing_inside
-  = getBlackList               `thenSmpl` \ black_list_fn ->
-    let 
-       black_listed = isTopLevel top_lvl && black_list_fn bndr
-       -- Only top level things can be black listed, so the
-       -- first test gets us 'False' without having to call
-       -- the function, in the common case.
-    in
-    if not black_listed && 
-       preInlineUnconditionally bndr && 
-       not opt_SimplNoPreInlining
-    then
-       tick (PreInlineUnconditionally bndr)            `thenSmpl_`
-       getSubstEnv                                     `thenSmpl` \ rhs_se ->
-       (extendSubst bndr (ContEx rhs_se rhs) thing_inside)
-
-    else       -- Simplify the RHS
-       getSubstEnv                                     `thenSmpl` \ rhs_se ->
-       simplRhs top_lvl False {- Not ok to float unboxed -}
-                (idType bndr')
-                rhs rhs_se                             $ \ rhs' ->
-
-       -- Now compete the binding and simplify the body
-       completeBinding bndr bndr' black_listed rhs' thing_inside
-\end{code}
+There are three sorts of binding context, specified by the two
+boolean arguments
 
+Strict
+   OK-unlifted
 
+N  N   Top-level or recursive                  Only bind args of lifted type
 
-\begin{code}
-simplRhs :: TopLevelFlag
-        -> Bool                -- True <=> OK to float unboxed (speculative) bindings
-        -> OutType -> InExpr -> SubstEnv
-        -> (OutExpr -> SimplM (OutStuff a))
-        -> SimplM (OutStuff a)
-simplRhs top_lvl float_ubx rhs_ty rhs rhs_se thing_inside
-  =            -- Swizzle the inner lets past the big lambda (if any)
-       -- and try eta expansion
-    transformRhs rhs                                   `thenSmpl` \ t_rhs ->
-
-       -- Simplify it
-    setSubstEnv rhs_se (simplExprF t_rhs (Stop rhs_ty))        `thenSmpl` \ (floats, (in_scope', rhs')) ->
-
-       -- Float lets out of RHS
-    let
-       (floats_out, rhs'') | float_ubx = (floats, rhs')
-                           | otherwise = splitFloats floats rhs' 
-    in
-    if (isTopLevel top_lvl || exprIsCheap rhs') &&     -- Float lets if (a) we're at the top level
-        not (null floats_out)                          -- or            (b) it exposes a cheap (i.e. duplicatable) expression
-    then
-       tickLetFloat floats_out                         `thenSmpl_`
-               -- Do the float
-               -- 
-               -- There's a subtlety here.  There may be a binding (x* = e) in the
-               -- floats, where the '*' means 'will be demanded'.  So is it safe
-               -- to float it out?  Answer no, but it won't matter because
-               -- we only float if arg' is a WHNF,
-               -- and so there can't be any 'will be demanded' bindings in the floats.
-               -- Hence the assert
-       WARN( any demanded_float floats_out, ppr floats_out )
-       setInScope in_scope' (thing_inside rhs'')       `thenSmpl` \ stuff ->
-               -- in_scope' may be excessive, but that's OK;
-               -- it's a superset of what's in scope
-       returnSmpl (addBinds floats_out stuff)
-    else       
-               -- Don't do the float
-       thing_inside (mkLets floats rhs')
+N  Y   Non-top-level and non-recursive,        Bind args of lifted type, or
+               but lazy                        unlifted-and-ok-for-speculation
 
--- In a let-from-let float, we just tick once, arbitrarily
--- choosing the first floated binder to identify it
-tickLetFloat (NonRec b r      : fs) = tick (LetFloatFromLet b)
-tickLetFloat (Rec ((b,r):prs) : fs) = tick (LetFloatFromLet b)
+Y  Y   Non-top-level, non-recursive,           Bind all args
+                and strict (demanded)
        
-demanded_float (NonRec b r) = isStrict (getIdDemandInfo b) && not (isUnLiftedType (idType b))
-               -- Unlifted-type (cheap-eagerness) lets may well have a demanded flag on them
-demanded_float (Rec _)     = False
 
--- Don't float any unlifted bindings out, because the context
--- is either a Rec group, or the top level, neither of which
--- can tolerate them.
-splitFloats floats rhs
-  = go floats
-  where
-    go []                  = ([], rhs)
-    go (f:fs) | must_stay f = ([], mkLets (f:fs) rhs)
-             | otherwise   = case go fs of
-                                  (out, rhs') -> (f:out, rhs')
+For example, given
 
-    must_stay (Rec prs)    = False     -- No unlifted bindings in here
-    must_stay (NonRec b r) = isUnLiftedType (idType b)
-\end{code}
+       x = MkC (y div# z)
 
+there is no point in transforming to
 
+       x = case (y div# z) of r -> MkC r
 
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Variables}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+because the (y div# z) can't float out of the let. But if it was
+a *strict* let, then it would be a good thing to do.  Hence the
+context information.
 
 \begin{code}
-simplVar var cont
-  = getSubst           `thenSmpl` \ subst ->
-    case lookupSubst subst var of
-       Just (DoneEx (Var v)) -> zapSubstEnv (simplVar v cont)
-       Just (DoneEx e)       -> zapSubstEnv (simplExprF e cont)
-       Just (ContEx env' e)  -> setSubstEnv env' (simplExprF e cont)
-
-       Nothing -> let
-                       var' = case lookupInScope subst var of
-                                Just v' -> v'
-                                Nothing -> 
-#ifdef DEBUG
-                                           if isLocallyDefined var && not (idMustBeINLINEd var)
-                                               -- The idMustBeINLINEd test accouunts for the fact
-                                               -- that class dictionary constructors don't have top level
-                                               -- bindings and hence aren't in scope.
-                                           then
-                                               -- Not in scope
-                                               pprTrace "simplVar:" (ppr var) var
-                                           else
-#endif
-                                           var
-                  in
-                  getBlackList         `thenSmpl` \ black_list ->
-                  getInScope           `thenSmpl` \ in_scope ->
-                  completeCall black_list in_scope var var' cont
+mkAtomicArgs :: Bool   -- A strict binding
+            -> Bool    -- OK to float unlifted args
+            -> OutExpr
+            -> SimplM (OrdList (OutId,OutExpr),  -- The floats (unusually) may include
+                       OutExpr)                  -- things that need case-binding,
+                                                 -- if the strict-binding flag is on
 
----------------------------------------------------------
---     Dealing with a call
-
-completeCall black_list_fn in_scope orig_var var cont
--- For reasons I'm not very clear about, it's important *not* to plug 'var',
--- which is replete with an inlining in its IdInfo, into the resulting expression
--- Doing so results in a significant space leak.
--- Instead we pass orig_var, which has no inlinings etc.
-
-       -- Look for rules or specialisations that match
-       -- Do this *before* trying inlining because some functions
-       -- have specialisations *and* are strict; we don't want to
-       -- inline the wrapper of the non-specialised thing... better
-       -- to call the specialised thing instead.
-  | maybeToBool maybe_rule_match
-  = tick (RuleFired rule_name)                 `thenSmpl_`
-    zapSubstEnv (simplExprF rule_rhs (pushArgs emptySubstEnv rule_args result_cont))
-       -- See note below about zapping the substitution here
-
-       -- Look for an unfolding. There's a binding for the
-       -- thing, but perhaps we want to inline it anyway
-  | maybeToBool maybe_inline
-  = tick (UnfoldingDone var)           `thenSmpl_`
-    zapSubstEnv (completeInlining orig_var unf_template discard_inline_cont)
-               -- The template is already simplified, so don't re-substitute.
-               -- This is VITAL.  Consider
-               --      let x = e in
-               --      let y = \z -> ...x... in
-               --      \ x -> ...y...
-               -- We'll clone the inner \x, adding x->x' in the id_subst
-               -- Then when we inline y, we must *not* replace x by x' in
-               -- the inlined copy!!
-    
-  | otherwise          -- Neither rule nor inlining
-                       -- Use prepareArgs to use function strictness
-  = prepareArgs (ppr var) (idType var) (get_str var) cont      $ \ args' cont' ->
-    rebuild (mkApps (Var orig_var) args') cont'
+mkAtomicArgs is_strict ok_float_unlifted rhs
+  | (Var fun, args) <- collectArgs rhs,                                -- It's an application
+    isDataConWorkId fun || valArgCount args < idArity fun      -- And it's a constructor or PAP
+  = go fun nilOL [] args       -- Have a go
+
+  | otherwise = bale_out       -- Give up
 
   where
-    get_str var = case getIdStrictness var of
-                       NoStrictnessInfo                  -> (repeat wwLazy, False)
-                       StrictnessInfo demands result_bot -> (demands, result_bot)
-
-  
-    (args', result_cont) = contArgs in_scope cont
-    val_args            = filter isValArg args'
-    arg_infos                   = map (interestingArg in_scope) val_args
-    inline_call                 = contIsInline result_cont
-    interesting_cont     = contIsInteresting result_cont
-    discard_inline_cont  | inline_call = discardInline cont
-                        | otherwise   = cont
-
-       ---------- Unfolding stuff
-    maybe_inline  = callSiteInline black_listed inline_call 
-                                  var arg_infos interesting_cont
-    Just unf_template = maybe_inline
-    black_listed      = black_list_fn var
-
-       ---------- Specialisation stuff
-    maybe_rule_match           = lookupRule in_scope var args'
-    Just (rule_name, rule_rhs, rule_args) = maybe_rule_match
-
-
-
--- 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 (Type _)         = False
-interestingArg in_scope (App fn (Type _)) = interestingArg in_scope fn
-interestingArg in_scope (Var v)                  = hasSomeUnfolding (getIdUnfolding v')
-                                         where
-                                           v' = case lookupVarSet in_scope v of
-                                                       Just v' -> v'
-                                                       other   -> v
-interestingArg in_scope other            = True
-
-
--- First a special case
--- Don't actually inline the scrutinee when we see
---     case x of y { .... }
--- and x has unfolding (C a b).  Why not?  Because
--- we get a silly binding y = C a b.  If we don't
--- inline knownCon can directly substitute x for y instead.
-completeInlining var (Con con con_args) (Select _ bndr alts se cont)
-  | conOkForAlt con 
-  = knownCon (Var var) con con_args bndr alts se cont
-
--- Now the normal case
-completeInlining var unfolding cont
-  = simplExprF unfolding cont
-
------------ costCentreOk
--- costCentreOk checks that it's ok to inline this thing
--- The time it *isn't* is this:
---
---     f x = let y = E in
---           scc "foo" (...y...)
---
--- Here y has a "current cost centre", and we can't inline it inside "foo",
--- regardless of whether E is a WHNF or not.
-    
-costCentreOk ccs_encl cc_rhs
-  =  not opt_SccProfilingOn
-  || isSubsumedCCS ccs_encl      -- can unfold anything into a subsumed scope
-  || not (isEmptyCC cc_rhs)      -- otherwise need a cc on the unfolding
-\end{code}                
+    bale_out = returnSmpl (nilOL, rhs)
 
+    go fun binds rev_args [] 
+       = returnSmpl (binds, mkApps (Var fun) (reverse rev_args))
 
-\begin{code}
----------------------------------------------------------
---     Preparing arguments for a call
+    go fun binds rev_args (arg : args) 
+       | exprIsTrivial arg     -- Easy case
+       = go fun binds (arg:rev_args) args
 
-prepareArgs :: SDoc    -- Error message info
-           -> OutType -> ([Demand],Bool) -> SimplCont
-           -> ([OutExpr] -> SimplCont -> SimplM OutExprStuff)
-           -> SimplM OutExprStuff
+       | not can_float_arg     -- Can't make this arg atomic
+       = bale_out              -- ... so give up
 
-prepareArgs pp_fun orig_fun_ty (fun_demands, result_bot) orig_cont thing_inside
-  = go [] demands orig_fun_ty orig_cont
-  where
-    not_enough_args = fun_demands `lengthExceeds` countValArgs orig_cont
-       -- "No strictness info" is signalled by an infinite list of wwLazy
-    demands | not_enough_args = repeat wwLazy                  -- Not enough args, or no strictness
-           | result_bot      = fun_demands                     -- Enough args, and function returns bottom
-           | otherwise       = fun_demands ++ repeat wwLazy    -- Enough args and function does not return bottom
-       -- NB: demands is finite iff enough args and result_bot is True
-
-       -- Main game plan: loop through the arguments, simplifying
-       -- each of them in turn.  We carry with us a list of demands,
-       -- and the type of the function-applied-to-earlier-args
-
-       -- Type argument
-    go acc ds fun_ty (ApplyTo _ arg@(Type ty_arg) se cont)
-       = getInScope            `thenSmpl` \ in_scope ->
-         let
-               ty_arg' = substTy (mkSubst in_scope se) ty_arg
-               res_ty  = applyTy fun_ty ty_arg'
-         in
-         seqType ty_arg'       `seq`
-         go (Type ty_arg' : acc) ds res_ty cont
-
-       -- Value argument
-    go acc (d:ds) fun_ty (ApplyTo _ val_arg se cont)
-       = case splitFunTy_maybe fun_ty of {
-               Nothing -> pprTrace "prepareArgs" (pp_fun $$ ppr orig_fun_ty $$ ppr orig_cont) 
-                          (thing_inside (reverse acc) cont) ;
-               Just (arg_ty, res_ty) ->
-         simplArg arg_ty d val_arg se (contResultType cont)    $ \ arg' ->
-         go (arg':acc) ds res_ty cont }
-
-       -- We've run out of demands, which only happens for functions
-       -- we *know* now return bottom
-       -- This deals with
-       --      * case (error "hello") of { ... }
-       --      * (error "Hello") arg
-       --      * f (error "Hello") where f is strict
-       --      etc
-    go acc [] fun_ty cont = tick_case_of_error cont            `thenSmpl_`
-                           thing_inside (reverse acc) (discardCont cont)
-
-       -- We're run out of arguments
-    go acc ds fun_ty cont = thing_inside (reverse acc) cont
-
--- Boring: we must only record a tick if there was an interesting
---        continuation to discard.  If not, we tick forever.
-tick_case_of_error (Stop _)             = returnSmpl ()
-tick_case_of_error (CoerceIt _ (Stop _)) = returnSmpl ()
-tick_case_of_error other                = tick BottomFound
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection{Decisions about inlining}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
+       | otherwise     -- Don't forget to do it recursively
+                       -- E.g.  x = a:b:c:[]
+       =  mkAtomicArgs is_strict ok_float_unlifted arg `thenSmpl` \ (arg_binds, arg') ->
+          newId FSLIT("a") arg_ty                      `thenSmpl` \ arg_id ->
+          go fun ((arg_binds `snocOL` (arg_id,arg')) `appOL` binds) 
+             (Var arg_id : rev_args) args
+       where
+         arg_ty        = exprType arg
+         can_float_arg =  is_strict 
+                       || not (isUnLiftedType arg_ty)
+                       || (ok_float_unlifted && exprOkForSpeculation arg)
+
+
+addAtomicBinds :: SimplEnv -> [(OutId,OutExpr)]
+              -> (SimplEnv -> SimplM (FloatsWith a))
+              -> SimplM (FloatsWith a)
+addAtomicBinds env []         thing_inside = thing_inside env
+addAtomicBinds env ((v,r):bs) thing_inside = addAuxiliaryBind env (NonRec v r) $ \ env -> 
+                                            addAtomicBinds env bs thing_inside
+
+addAtomicBindsE :: SimplEnv -> [(OutId,OutExpr)]
+               -> (SimplEnv -> SimplM FloatsWithExpr)
+               -> SimplM FloatsWithExpr
+-- Same again, but this time we're in an expression context,
+-- and may need to do some case bindings
+
+addAtomicBindsE env [] thing_inside 
+  = thing_inside env
+addAtomicBindsE env ((v,r):bs) thing_inside 
+  | needsCaseBinding (idType v) r
+  = addAtomicBindsE (addNewInScopeIds env [v]) bs thing_inside `thenSmpl` \ (floats, expr) ->
+    WARN( exprIsTrivial expr, ppr v <+> pprCoreExpr expr )
+    (let body = wrapFloats floats expr in 
+     returnSmpl (emptyFloats env, Case r v (exprType body) [(DEFAULT,[],body)]))
 
-\begin{code}
-preInlineUnconditionally :: InId -> Bool
-       -- 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.
-       --
-       -- 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.
-       -- 
-       -- Evne RHSs labelled InlineMe aren't caught here, because
-       -- there might be no benefit from inlining at the call site.
-       -- But things labelled 'IMustBeINLINEd' *are* caught.  We use this
-       -- for the trivial bindings introduced by SimplUtils.mkRhsTyLam
-preInlineUnconditionally bndr
-  = case getInlinePragma bndr of
-       IMustBeINLINEd                        -> True
-       ICanSafelyBeINLINEd NotInsideLam True -> True   -- Not inside a lambda,
-                                                       -- one occurrence ==> safe!
-       other -> False
-
-
-postInlineUnconditionally :: InId -> OutExpr -> Bool
-       -- Examines a (bndr = rhs) binding, AFTER the rhs has been simplified
-       -- It returns True if it's ok to discard the binding and inline the
-       -- RHS at every use site.
-
-       -- 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)
-
-postInlineUnconditionally bndr rhs
-  | isExportedId bndr 
-  = False
   | otherwise
-  = case getInlinePragma bndr of
-       IAmALoopBreaker                           -> False   
-
-       ICanSafelyBeINLINEd InsideLam one_branch  -> exprIsTrivial rhs
-               -- 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.
-
-       ICanSafelyBeINLINEd not_in_lam one_branch -> one_branch || exprIsTrivial rhs
-               -- Was 'exprIsDupable' instead of 'exprIsTrivial' but the
-               -- decision about duplicating code is best left to callSiteInline
-
-       other                                     -> exprIsTrivial rhs  -- Duplicating is *free*
-               -- NB: Even InlineMe and IMustBeINLINEd are ignored here
-               -- Why?  Because we don't even want to inline them into the
-               -- RHS of constructor arguments. See NOTE above
-               -- NB: Even IMustBeINLINEd is 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.
+  = addAuxiliaryBind env (NonRec v r)  $ \ env -> 
+    addAtomicBindsE env bs thing_inside
 \end{code}
 
 
-
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
 \subsection{The main rebuilder}
@@ -969,380 +1278,285 @@ postInlineUnconditionally bndr rhs
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
--------------------------------------------------------------------
--- Finish rebuilding
-rebuild_done expr
-  = getInScope                 `thenSmpl` \ in_scope ->
-    returnSmpl ([], (in_scope, expr))
+rebuild :: SimplEnv -> OutExpr -> SimplCont -> SimplM FloatsWithExpr
 
----------------------------------------------------------
-rebuild :: OutExpr -> SimplCont -> SimplM OutExprStuff
-
---     Stop continuation
-rebuild expr (Stop _) = rebuild_done expr
-
---     ArgOf continuation
-rebuild expr (ArgOf _ _ cont_fn) = cont_fn expr
-
---     ApplyTo continuation
-rebuild expr cont@(ApplyTo _ arg se cont')
-  = setSubstEnv se (simplExpr arg)     `thenSmpl` \ arg' ->
-    rebuild (App expr arg') cont'
-
---     Coerce continuation
-rebuild expr (CoerceIt to_ty cont)
-  = rebuild (mkCoerce to_ty expr) cont
-
---     Inline continuation
-rebuild expr (InlinePlease cont)
-  = rebuild (Note InlineCall expr) cont
+rebuild env expr (Stop _ _ _)                = rebuildDone env expr
+rebuild env expr (ArgOf _ _ _ cont_fn)       = cont_fn env expr
+rebuild env expr (CoerceIt to_ty cont)       = rebuild env (mkCoerce to_ty expr) cont
+rebuild env expr (InlinePlease cont)         = rebuild env (Note InlineCall expr) cont
+rebuild env expr (Select _ bndr alts se cont) = rebuildCase (setInScope se env) expr bndr alts cont
+rebuild env expr (ApplyTo _ arg se cont)      = rebuildApp  (setInScope se env) expr arg cont
 
---     Case of known constructor or literal
-rebuild expr@(Con con args) (Select _ bndr alts se cont)
-  | conOkForAlt con    -- Knocks out PrimOps and NoRepLits
-  = knownCon expr con args bndr alts se cont
-
-
----------------------------------------------------------
---     The other Select cases
-
-rebuild scrut (Select _ bndr alts se cont)
-  |    -- Check that the RHSs are all the same, and
-       -- don't use the binders in the alternatives
-       -- This test succeeds rapidly in the common case of
-       -- a single DEFAULT alternative
-    all (cheapEqExpr rhs1) other_rhss && all binders_unused alts
-
-       -- Check that the scrutinee can be let-bound instead of case-bound
-    && (   exprOkForSpeculation scrut
-               -- OK not to evaluate it
-               -- This includes things like (==# a# b#)::Bool
-               -- so that we simplify 
-               --      case ==# a# b# of { True -> x; False -> x }
-               -- to just
-               --      x
-               -- This particular example shows up in default methods for
-               -- comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
-       || exprIsValue scrut                    -- It's already evaluated
-       || var_demanded_later scrut             -- It'll be demanded later
-
---      || not opt_SimplPedanticBottoms)       -- Or we don't care!
---     We used to allow improving termination by discarding cases, unless -fpedantic-bottoms was on,
---     but that breaks badly for the dataToTag# primop, which relies on a case to evaluate
---     its argument:  case x of { y -> dataToTag# y }
---     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
-       )
-
---    && opt_SimplDoCaseElim
---     [June 99; don't test this flag.  The code generator dies if it sees
---             case (\x.e) of f -> ...  
---     so better to always do it
-
-       -- Get rid of the case altogether
-       -- See the extensive notes on case-elimination below
-       -- Remember to bind the binder though!
-  = tick (CaseElim bndr)                       `thenSmpl_` (
-    setSubstEnv se                             $                       
-    simplBinder bndr                           $ \ bndr' ->
-    completeBinding bndr bndr' False scrut     $
-    simplExprF rhs1 cont)
-
-  | otherwise
-  = rebuild_case scrut bndr alts se cont
-  where
-    (rhs1:other_rhss)           = [rhs | (_,_,rhs) <- alts]
-    binders_unused (_, bndrs, _) = all isDeadBinder bndrs
+rebuildApp env fun arg cont
+  = simplExpr env arg  `thenSmpl` \ arg' ->
+    rebuild env (App fun arg') cont
 
-    var_demanded_later (Var v) = isStrict (getIdDemandInfo bndr)       -- It's going to be evaluated later
-    var_demanded_later other   = False
+rebuildDone env expr = returnSmpl (emptyFloats env, expr)
 \end{code}
 
-Case elimination [see the code above]
-~~~~~~~~~~~~~~~~
-Start with a simple situation:
-
-       case x# of      ===>   e[x#/y#]
-         y# -> e
-
-(when x#, y# are of primitive type, of course).  We can't (in general)
-do this for algebraic cases, because we might turn bottom into
-non-bottom!
-
-Actually, we generalise this idea to look for a case where we're
-scrutinising a variable, and we know that only the default case can
-match.  For example:
-\begin{verbatim}
-       case x of
-         0#    -> ...
-         other -> ...(case x of
-                        0#    -> ...
-                        other -> ...) ...
-\end{code}
-Here the inner case can be eliminated.  This really only shows up in
-eliminating error-checking code.
 
-We also make sure that we deal with this very common case:
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Functions dealing with a case}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
 
-       case e of 
-         x -> ...x...
+Blob of helper functions for the "case-of-something-else" situation.
 
-Here we are using the case as a strict let; if x is used only once
-then we want to inline it.  We have to be careful that this doesn't 
-make the program terminate when it would have diverged before, so we
-check that 
-       - x is used strictly, or
-       - e is already evaluated (it may so if e is a variable)
+\begin{code}
+---------------------------------------------------------
+--     Eliminate the case if possible
 
-Lastly, we generalise the transformation to handle this:
+rebuildCase :: SimplEnv
+           -> OutExpr          -- Scrutinee
+           -> InId             -- Case binder
+           -> [InAlt]          -- Alternatives (inceasing order)
+           -> SimplCont
+           -> SimplM FloatsWithExpr
 
-       case e of       ===> r
-          True  -> r
-          False -> r
+rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
+  | Just (con,args) <- exprIsConApp_maybe scrut        
+       -- Works when the scrutinee is a variable with a known unfolding
+       -- as well as when it's an explicit constructor application
+  = knownCon env (DataAlt con) args case_bndr alts cont
 
-We only do this for very cheaply compared r's (constructors, literals
-and variables).  If pedantic bottoms is on, we only do it when the
-scrutinee is a PrimOp which can't fail.
+  | Lit lit <- scrut   -- No need for same treatment as constructors
+                       -- because literals are inlined more vigorously
+  = knownCon env (LitAlt lit) [] case_bndr alts cont
 
-We do it *here*, looking at un-simplified alternatives, because we
-have to check that r doesn't mention the variables bound by the
-pattern in each alternative, so the binder-info is rather useful.
+  | otherwise
+  =    -- Prepare the alternatives.
+    prepareAlts scrut case_bndr alts           `thenSmpl` \ (better_alts, handled_cons) -> 
+       
+       -- Prepare the continuation;
+       -- The new subst_env is in place
+    prepareCaseCont env better_alts cont       `thenSmpl` \ (floats, (dup_cont, nondup_cont)) ->
+    addFloats env floats                       $ \ env ->      
 
-So the case-elimination algorithm is:
+    let
+       -- The case expression is annotated with the result type of the continuation
+       -- This may differ from the type originally on the case.  For example
+       --      case(T) (case(Int#) a of { True -> 1#; False -> 0# }) of
+       --         a# -> <blob>
+       -- ===>
+       --      let j a# = <blob>
+       --      in case(T) a of { True -> j 1#; False -> j 0# }
+       -- Note that the case that scrutinises a now returns a T not an Int#
+       res_ty' = contResultType dup_cont
+    in
 
-       1. Eliminate alternatives which can't match
+       -- Deal with case binder
+    simplCaseBinder env scrut case_bndr        `thenSmpl` \ (alt_env, case_bndr') ->
 
-       2. Check whether all the remaining alternatives
-               (a) do not mention in their rhs any of the variables bound in their pattern
-          and  (b) have equal rhss
+       -- Deal with the case alternatives
+    simplAlts alt_env handled_cons
+             case_bndr' better_alts dup_cont   `thenSmpl` \ alts' ->
 
-       3. Check we can safely ditch the case:
-                  * PedanticBottoms is off,
-               or * the scrutinee is an already-evaluated variable
-               or * the scrutinee is a primop which is ok for speculation
-                       -- ie we want to preserve divide-by-zero errors, and
-                       -- calls to error itself!
+       -- Put the case back together
+    mkCase scrut case_bndr' res_ty' alts'      `thenSmpl` \ case_expr ->
 
-               or * [Prim cases] the scrutinee is a primitive variable
+       -- Notice that rebuildDone returns the in-scope set from env, not alt_env
+       -- The case binder *not* scope over the whole returned case-expression
+    rebuild env case_expr nondup_cont
+\end{code}
 
-               or * [Alg cases] the scrutinee is a variable and
-                    either * the rhs is the same variable
-                       (eg case x of C a b -> x  ===>   x)
-                    or     * there is only one alternative, the default alternative,
-                               and the binder is used strictly in its scope.
-                               [NB this is helped by the "use default binder where
-                                possible" transformation; see below.]
+simplCaseBinder checks whether the scrutinee is a variable, v.  If so,
+try to eliminate uses of v in the RHSs in favour of case_bndr; that
+way, there's a chance that v will now only be used once, and hence
+inlined.
 
+Note 1
+~~~~~~
+There is a time we *don't* want to do that, namely when
+-fno-case-of-case is on.  This happens in the first simplifier pass,
+and enhances full laziness.  Here's the bad case:
+       f = \ y -> ...(case x of I# v -> ...(case x of ...) ... )
+If we eliminate the inner case, we trap it inside the I# v -> arm,
+which might prevent some full laziness happening.  I've seen this
+in action in spectral/cichelli/Prog.hs:
+        [(m,n) | m <- [1..max], n <- [1..max]]
+Hence the check for NoCaseOfCase.
 
-If so, then we can replace the case with one of the rhss.
+Note 2
+~~~~~~
+There is another situation when we don't want to do it.  If we have
 
+    case x of w1 { DEFAULT -> case x of w2 { A -> e1; B -> e2 }
+                  ...other cases .... }
 
-Blob of helper functions for the "case-of-something-else" situation.
+We'll perform the binder-swap for the outer case, giving
 
-\begin{code}
----------------------------------------------------------
---     Case of something else
+    case x of w1 { DEFAULT -> case w1 of w2 { A -> e1; B -> e2 } 
+                  ...other cases .... }
 
-rebuild_case scrut case_bndr alts se cont
-  =    -- Prepare case alternatives
-    prepareCaseAlts case_bndr (splitTyConApp_maybe (idType case_bndr))
-                   scrut_cons alts             `thenSmpl` \ better_alts ->
-    
-       -- Set the new subst-env in place (before dealing with the case binder)
-    setSubstEnv se                             $
+But there is no point in doing it for the inner case, because w1 can't
+be inlined anyway.  Furthermore, doing the case-swapping involves
+zapping w2's occurrence info (see paragraphs that follow), and that
+forces us to bind w2 when doing case merging.  So we get
 
-       -- Deal with the case binder, and prepare the continuation;
-       -- The new subst_env is in place
-    prepareCaseCont better_alts cont           $ \ cont' ->
-       
+    case x of w1 { A -> let w2 = w1 in e1
+                  B -> let w2 = w1 in e2
+                  ...other cases .... }
 
-       -- Deal with variable scrutinee
-    (  simplBinder case_bndr                   $ \ case_bndr' ->
-       substForVarScrut scrut case_bndr'               $ \ zap_occ_info ->
-       let
-          case_bndr'' = zap_occ_info case_bndr'
-       in
+This is plain silly in the common case where w2 is dead.
 
-       -- Deal with the case alternaatives
-       simplAlts zap_occ_info scrut_cons 
-                 case_bndr'' better_alts cont' `thenSmpl` \ alts' ->
+Even so, I can't see a good way to implement this idea.  I tried
+not doing the binder-swap if the scrutinee was already evaluated
+but that failed big-time:
 
-       mkCase scrut case_bndr'' alts'
-    )                                          `thenSmpl` \ case_expr ->
+       data T = MkT !Int
 
-       -- Notice that the simplBinder, prepareCaseCont, etc, do *not* scope
-       -- over the rebuild_done; rebuild_done returns the in-scope set, and
-       -- that should not include these chaps!
-    rebuild_done case_expr     
-  where
-       -- scrut_cons tells what constructors the scrutinee can't possibly match
-    scrut_cons = case scrut of
-                  Var v -> otherCons (getIdUnfolding v)
-                  other -> []
+       case v of w  { MkT x ->
+       case x of x1 { I# y1 ->
+       case x of x2 { I# y2 -> ...
 
+Notice that because MkT is strict, x is marked "evaluated".  But to
+eliminate the last case, we must either make sure that x (as well as
+x1) has unfolding MkT y1.  THe straightforward thing to do is to do
+the binder-swap.  So this whole note is a no-op.
 
-knownCon expr con args bndr alts se cont
-  = tick (KnownBranch bndr)    `thenSmpl_`
-    setSubstEnv se             (
-    simplBinder bndr           $ \ bndr' ->
-    case findAlt con alts of
-       (DEFAULT, bs, rhs)     -> ASSERT( null bs )
-                                 completeBinding bndr bndr' False expr $
-                                       -- Don't use completeBeta here.  The expr might be
-                                       -- an unboxed literal, like 3, or a variable
-                                       -- whose unfolding is an unboxed literal... and
-                                       -- completeBeta will just construct another case
-                                       -- expression!
-                                 simplExprF rhs cont
-
-       (Literal lit, bs, rhs) -> ASSERT( null bs )
-                                 extendSubst bndr (DoneEx expr)        $
-                                       -- Unconditionally substitute, because expr must
-                                       -- be a variable or a literal.  It can't be a
-                                       -- NoRep literal because they don't occur in
-                                       -- case patterns.
-                                 simplExprF rhs cont
-
-       (DataCon dc, bs, rhs)  -> ASSERT( length bs == length real_args )
-                                 completeBinding bndr bndr' False expr $
-                                       -- See note above
-                                 extendSubstList bs (map mk real_args) $
-                                 simplExprF rhs cont
-                              where
-                                 real_args    = drop (dataConNumInstArgs dc) args
-                                 mk (Type ty) = DoneTy ty
-                                 mk other     = DoneEx other
-    )
-\end{code}
-
-\begin{code}
-prepareCaseCont :: [InAlt] -> SimplCont
-               -> (SimplCont -> SimplM (OutStuff a))
-               -> SimplM (OutStuff a)
-       -- Polymorphic recursion here!
-
-prepareCaseCont [alt] cont thing_inside = thing_inside cont
-prepareCaseCont alts  cont thing_inside = mkDupableCont (coreAltsType alts) cont thing_inside
-\end{code}
-
-substForVarScrut checks whether the scrutinee is a variable, v.
-If so, try to eliminate uses of v in the RHSs in favour of case_bndr; 
-that way, there's a chance that v will now only be used once, and hence inlined.
-
-If we do this, then we have to nuke any occurrence info (eg IAmDead)
-in the case binder, because the case-binder now effectively occurs
-whenever v does.  AND we have to do the same for the pattern-bound
-variables!  Example:
+Note 3
+~~~~~~
+If we replace the scrutinee, v, by tbe case binder, then we have to nuke
+any occurrence info (eg IAmDead) in the case binder, because the
+case-binder now effectively occurs whenever v does.  AND we have to do
+the same for the pattern-bound variables!  Example:
 
        (case x of { (a,b) -> a }) (case x of { (p,q) -> q })
 
 Here, b and p are dead.  But when we move the argment inside the first
 case RHS, and eliminate the second case, we get
 
-       case x or { (a,b) -> a b }
+       case x of { (a,b) -> a b }
 
 Urk! b is alive!  Reason: the scrutinee was a variable, and case elimination
-happened.  Hence the zap_occ_info function returned by substForVarScrut
+happened.  
+
+Indeed, this can happen anytime the case binder isn't dead:
+       case <any> of x { (a,b) -> 
+        case x of { (p,q) -> p } }
+Here (a,b) both look dead, but come alive after the inner case is eliminated.
+The point is that we bring into the envt a binding
+       let x = (a,b) 
+after the outer case, and that makes (a,b) alive.  At least we do unless
+the case binder is guaranteed dead.
 
 \begin{code}
-substForVarScrut (Var v) case_bndr' thing_inside
-  | isLocallyDefined v         -- No point for imported things
-  = modifyInScope (v `setIdUnfolding` mkUnfolding (Var case_bndr')
-                    `setInlinePragma` IMustBeINLINEd)                  $
+simplCaseBinder env (Var v) case_bndr
+  | not (switchIsOn (getSwitchChecker env) NoCaseOfCase)
+
+-- Failed try [see Note 2 above]
+--     not (isEvaldUnfolding (idUnfolding v))
+
+  = simplBinder env (zap case_bndr)            `thenSmpl` \ (env, case_bndr') ->
+    returnSmpl (modifyInScope env v case_bndr', case_bndr')
        -- We could extend the substitution instead, but it would be
        -- a hack because then the substitution wouldn't be idempotent
-       -- any more.
-    thing_inside (\ bndr ->  bndr `setInlinePragma` NoInlinePragInfo)
+       -- any more (v is an OutId).  And this does just as well.
+  where
+    zap b = b `setIdOccInfo` NoOccInfo
            
-substForVarScrut other_scrut case_bndr' thing_inside
-  = thing_inside (\ bndr -> bndr)      -- NoOp on bndr
+simplCaseBinder env other_scrut case_bndr 
+  = simplBinder env case_bndr          `thenSmpl` \ (env, case_bndr') ->
+    returnSmpl (env, case_bndr')
 \end{code}
 
-prepareCaseAlts does two things:
 
-1.  Remove impossible alternatives
-
-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.
 
 \begin{code}
-prepareCaseAlts bndr (Just (tycon, inst_tys)) scrut_cons alts
-  | isDataTyCon tycon
-  = case (findDefault filtered_alts, missing_cons) of
-
-       ((alts_no_deflt, Just rhs), [data_con])         -- Just one missing constructor!
-               -> tick (FillInCaseDefault bndr)        `thenSmpl_`
-                  let
-                       (_,_,ex_tyvars,_,_,_) = dataConSig data_con
-                  in
-                  getUniquesSmpl (length ex_tyvars)                            `thenSmpl` \ tv_uniqs ->
-                  let
-                       ex_tyvars' = zipWithEqual "simpl_alt" mk tv_uniqs ex_tyvars
-                       mk uniq tv = mkSysTyVar uniq (tyVarKind tv)
-                  in
-                  newIds (dataConArgTys
-                               data_con
-                               (inst_tys ++ mkTyVarTys ex_tyvars'))            $ \ bndrs ->
-                  returnSmpl ((DataCon data_con, ex_tyvars' ++ bndrs, rhs) : alts_no_deflt)
-
-       other -> returnSmpl filtered_alts
+simplAlts :: SimplEnv 
+         -> [AltCon]                   -- Alternatives the scrutinee can't be
+                                       -- in the default case
+         -> OutId                      -- Case binder
+         -> [InAlt] -> SimplCont
+         -> SimplM [OutAlt]            -- Includes the continuation
+
+simplAlts env handled_cons case_bndr' alts cont'
+  = do { mb_alts <- mapSmpl simpl_alt alts
+       ; return [alt' | Just (_, alt') <- mb_alts] }
+       -- Filter out the alternatives that are inaccessible
+  where
+    simpl_alt alt = simplAlt env handled_cons case_bndr' alt cont'
+
+simplAlt :: SimplEnv -> [AltCon] -> OutId -> InAlt -> SimplCont
+        -> SimplM (Maybe (TvSubstEnv, OutAlt))
+-- Simplify an alternative, returning the type refinement for the 
+-- alternative, if the alternative does any refinement at all
+-- Nothing => the alternative is inaccessible
+
+simplAlt env handled_cons case_bndr' (DEFAULT, bndrs, rhs) cont'
+  = ASSERT( null bndrs )
+    simplExprC env' rhs cont'  `thenSmpl` \ rhs' ->
+    returnSmpl (Just (emptyVarEnv, (DEFAULT, [], rhs')))
   where
-       -- Filter out alternatives that can't possibly match
-    filtered_alts = case scrut_cons of
-                       []    -> alts
-                       other -> [alt | alt@(con,_,_) <- alts, not (con `elem` scrut_cons)]
+    env' = mk_rhs_env env case_bndr' (mkOtherCon handled_cons)
+       -- Record the constructors that the case-binder *can't* be.
 
-    missing_cons = [data_con | data_con <- tyConDataCons tycon, 
-                              not (data_con `elem` handled_data_cons)]
-    handled_data_cons = [data_con | DataCon data_con         <- scrut_cons] ++
-                       [data_con | (DataCon data_con, _, _) <- filtered_alts]
+simplAlt env handled_cons case_bndr' (LitAlt lit, bndrs, rhs) cont'
+  = ASSERT( null bndrs )
+    simplExprC env' rhs cont'  `thenSmpl` \ rhs' ->
+    returnSmpl (Just (emptyVarEnv, (LitAlt lit, [], rhs')))
+  where
+    env' = mk_rhs_env env case_bndr' (mkUnfolding False (Lit lit))
+
+simplAlt env handled_cons case_bndr' (DataAlt con, vs, rhs) cont'
+  | isVanillaDataCon con
+  =    -- Deal with the pattern-bound variables
+       -- Mark the ones that are in ! positions in the data constructor
+       -- as certainly-evaluated.
+       -- NB: it happens that simplBinders does *not* erase the OtherCon
+       --     form of unfolding, so it's ok to add this info before 
+       --     doing simplBinders
+    simplBinders env (add_evals con vs)                `thenSmpl` \ (env, vs') ->
+
+               -- Bind the case-binder to (con args)
+    let unf       = mkUnfolding False (mkConApp con con_args)
+       inst_tys' = tyConAppArgs (idType case_bndr')
+       con_args  = map Type inst_tys' ++ map varToCoreExpr vs' 
+       env'      = mk_rhs_env env case_bndr' unf
+    in
+    simplExprC env' rhs cont'  `thenSmpl` \ rhs' ->
+    returnSmpl (Just (emptyVarEnv, (DataAlt con, vs', rhs')))
 
--- The default case
-prepareCaseAlts _ _ scrut_cons alts
-  = returnSmpl alts                    -- Functions
+  | otherwise  -- GADT case
+  = let
+       (tvs,ids) = span isTyVar vs
+    in
+    simplBinders env tvs                       `thenSmpl` \ (env1, tvs') ->
+    case coreRefineTys (getInScope env1) con tvs' (idType case_bndr') of {
+       Nothing         -- Inaccessible
+           | opt_PprStyle_Debug        -- Hack: if debugging is on, generate an error case 
+                                       --       so we can see it
+           ->  let rhs' = mkApps (Var eRROR_ID) 
+                               [Type (substTy env (exprType rhs)),
+                                Lit (mkStringLit "Impossible alternative (GADT)")]
+               in 
+               simplBinders env1 ids           `thenSmpl` \ (env2, ids') -> 
+               returnSmpl (Just (emptyVarEnv, (DataAlt con, tvs' ++ ids', rhs'))) 
+
+           | otherwise -- Filter out the inaccessible branch
+           -> return Nothing ; 
+
+       Just refine@(tv_subst_env, _) ->        -- The normal case
 
+    let 
+       env2 = refineSimplEnv env1 refine
+       -- Simplify the Ids in the refined environment, so their types
+       -- reflect the refinement.  Usually this doesn't matter, but it helps
+       -- in mkDupableAlt, when we want to float a lambda that uses these binders
+       -- Furthermore, it means the binders contain maximal type information
+    in
+    simplBinders env2 (add_evals con ids)      `thenSmpl` \ (env3, ids') ->
+    let unf        = mkUnfolding False con_app
+       con_app    = mkConApp con con_args
+       con_args   = map varToCoreExpr vs'      -- NB: no inst_tys'
+       env_w_unf  = mk_rhs_env env3 case_bndr' unf
+       vs'        = tvs' ++ ids'
+    in
+    simplExprC env_w_unf rhs cont'     `thenSmpl` \ rhs' ->
+    returnSmpl (Just (tv_subst_env, (DataAlt con, vs', rhs'))) }
 
-----------------------
-simplAlts zap_occ_info scrut_cons case_bndr'' alts cont'
-  = mapSmpl simpl_alt alts
   where
-    inst_tys' = case splitTyConApp_maybe (idType case_bndr'') of
-                       Just (tycon, inst_tys) -> inst_tys
-
-       -- handled_cons is all the constructors that are dealt
-       -- with, either by being impossible, or by there being an alternative
-    handled_cons = scrut_cons ++ [con | (con,_,_) <- alts, con /= DEFAULT]
-
-    simpl_alt (DEFAULT, _, rhs)
-       =       -- In the default case we record the constructors that the
-               -- case-binder *can't* be.
-               -- We take advantage of any OtherCon info in the case scrutinee
-         modifyInScope (case_bndr'' `setIdUnfolding` mkOtherCon handled_cons)  $ 
-         simplExprC rhs cont'                                                  `thenSmpl` \ rhs' ->
-         returnSmpl (DEFAULT, [], rhs')
-
-    simpl_alt (con, vs, rhs)
-       =       -- Deal with the pattern-bound variables
-               -- Mark the ones that are in ! positions in the data constructor
-               -- as certainly-evaluated
-         simplBinders (add_evals con vs)       $ \ vs' ->
-
-               -- Bind the case-binder to (Con args)
-         let
-               con_app = Con con (map Type inst_tys' ++ map varToCoreExpr vs')
-         in
-         modifyInScope (case_bndr'' `setIdUnfolding` mkUnfolding con_app)      $
-         simplExprC rhs cont'          `thenSmpl` \ rhs' ->
-         returnSmpl (con, vs', rhs')
-
-
        -- add_evals records the evaluated-ness of the bound variables of
        -- a case pattern.  This is *important*.  Consider
        --      data T = T !Int !Int
@@ -1351,17 +1565,100 @@ simplAlts zap_occ_info scrut_cons case_bndr'' alts cont'
        --
        -- We really must record that b is already evaluated so that we don't
        -- go and re-evaluate it when constructing the result.
+    add_evals dc vs = cat_evals dc vs (dataConRepStrictness dc)
 
-    add_evals (DataCon dc) vs = cat_evals vs (dataConRepStrictness dc)
-    add_evals other_con    vs = vs
-
-    cat_evals [] [] = []
-    cat_evals (v:vs) (str:strs)
-       | isTyVar v    = v                                   : cat_evals vs (str:strs)
-       | isStrict str = (v' `setIdUnfolding` mkOtherCon []) : cat_evals vs strs
-       | otherwise    = v'                                  : cat_evals vs strs
+    cat_evals dc vs strs
+       = go vs strs
        where
-         v' = zap_occ_info v
+         go [] [] = []
+         go (v:vs) strs | isTyVar v = v : go vs strs
+         go (v:vs) (str:strs)
+           | isMarkedStrict str = evald_v  : go vs strs
+           | otherwise          = zapped_v : go vs strs
+           where
+             zapped_v = zap_occ_info v
+             evald_v  = zapped_v `setIdUnfolding` evaldUnfolding
+         go _ _ = pprPanic "cat_evals" (ppr dc $$ ppr vs $$ ppr strs)
+
+       -- If the case binder is alive, then we add the unfolding
+       --      case_bndr = C vs
+       -- to the envt; so vs are now very much alive
+    zap_occ_info | isDeadBinder case_bndr' = \id -> id
+                | otherwise               = \id -> id `setIdOccInfo` NoOccInfo
+
+mk_rhs_env env case_bndr' case_bndr_unf
+  = modifyInScope env case_bndr' (case_bndr' `setIdUnfolding` case_bndr_unf)
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Known constructor}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+We are a bit careful with occurrence info.  Here's an example
+
+       (\x* -> case x of (a*, b) -> f a) (h v, e)
+
+where the * means "occurs once".  This effectively becomes
+       case (h v, e) of (a*, b) -> f a)
+and then
+       let a* = h v; b = e in f a
+and then
+       f (h v)
+
+All this should happen in one sweep.
+
+\begin{code}
+knownCon :: SimplEnv -> AltCon -> [OutExpr]
+        -> InId -> [InAlt] -> SimplCont
+        -> SimplM FloatsWithExpr
+
+knownCon env con args bndr alts cont
+  = tick (KnownBranch bndr)    `thenSmpl_`
+    case findAlt con alts of
+       (DEFAULT, bs, rhs)     -> ASSERT( null bs )
+                                 simplNonRecX env bndr scrut   $ \ env ->
+                                       -- This might give rise to a binding with non-atomic args
+                                       -- like x = Node (f x) (g x)
+                                       -- but no harm will be done
+                                 simplExprF env rhs cont
+                               where
+                                 scrut = case con of
+                                           LitAlt lit -> Lit lit
+                                           DataAlt dc -> mkConApp dc args
+
+       (LitAlt lit, bs, rhs) ->  ASSERT( null bs )
+                                 simplNonRecX env bndr (Lit lit)       $ \ env ->
+                                 simplExprF env rhs cont
+
+       (DataAlt dc, bs, rhs)  
+               -> ASSERT( n_drop_tys + length bs == length args )
+                  bind_args env bs (drop n_drop_tys args)      $ \ env ->
+                  let
+                       con_app  = mkConApp dc (take n_drop_tys args ++ con_args)
+                       con_args = [substExpr env (varToCoreExpr b) | b <- bs]
+                                       -- args are aready OutExprs, but bs are InIds
+                  in
+                  simplNonRecX env bndr con_app                $ \ env ->
+                  simplExprF env rhs cont
+               where
+                  n_drop_tys | isVanillaDataCon dc = tyConArity (dataConTyCon dc)
+                             | otherwise           = 0
+                       -- Vanilla data constructors lack type arguments in the pattern
+
+-- Ugh!
+bind_args env [] _ thing_inside = thing_inside env
+
+bind_args env (b:bs) (Type ty : args) thing_inside
+  = ASSERT( isTyVar b )
+    bind_args (extendTvSubst env b ty) bs args thing_inside
+    
+bind_args env (b:bs) (arg : args) thing_inside
+  = ASSERT( isId b )
+    simplNonRecX env b arg     $ \ env ->
+    bind_args env bs args thing_inside
 \end{code}
 
 
@@ -1372,79 +1669,145 @@ simplAlts zap_occ_info scrut_cons case_bndr'' alts cont'
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-mkDupableCont :: InType                -- Type of the thing to be given to the continuation
-             -> SimplCont 
-             -> (SimplCont -> SimplM (OutStuff a))
-             -> SimplM (OutStuff a)
-mkDupableCont ty cont thing_inside 
+prepareCaseCont :: SimplEnv
+               -> [InAlt] -> SimplCont
+               -> SimplM (FloatsWith (SimplCont,SimplCont))    
+                       -- Return a duplicatable continuation, a non-duplicable part 
+                       -- plus some extra bindings
+
+       -- No need to make it duplicatable if there's only one alternative
+prepareCaseCont env [alt] cont = returnSmpl (emptyFloats env, (cont, mkBoringStop (contResultType cont)))
+prepareCaseCont env alts  cont = mkDupableCont env cont
+\end{code}
+
+\begin{code}
+mkDupableCont :: SimplEnv -> SimplCont 
+             -> SimplM (FloatsWith (SimplCont, SimplCont))
+
+mkDupableCont env cont
   | contIsDupable cont
-  = thing_inside cont
-
-mkDupableCont _ (CoerceIt ty cont) thing_inside
-  = mkDupableCont ty cont              $ \ cont' ->
-    thing_inside (CoerceIt ty cont')
-
-mkDupableCont ty (InlinePlease cont) thing_inside
-  = mkDupableCont ty cont              $ \ cont' ->
-    thing_inside (InlinePlease cont')
-
-mkDupableCont join_arg_ty (ArgOf _ cont_ty cont_fn) thing_inside
-  =    -- Build the RHS of the join point
-    simplType join_arg_ty                              `thenSmpl` \ join_arg_ty' ->
-    newId join_arg_ty'                                 ( \ arg_id ->
-       getSwitchChecker                                `thenSmpl` \ chkr ->
-       cont_fn (Var arg_id)                            `thenSmpl` \ (binds, (_, rhs)) ->
-       returnSmpl (Lam (setOneShotLambda arg_id) (mkLets binds rhs))
-    )                                                  `thenSmpl` \ join_rhs ->
-   
-       -- Build the join Id and continuation
-    newId (coreExprType join_rhs)              $ \ join_id ->
-    let
-       new_cont = ArgOf OkToDup cont_ty
-                        (\arg' -> rebuild_done (App (Var join_id) arg'))
-    in
-       
-       -- Do the thing inside
-    thing_inside new_cont              `thenSmpl` \ res ->
-    returnSmpl (addBind (NonRec join_id join_rhs) res)
+  = returnSmpl (emptyFloats env, (cont, mkBoringStop (contResultType cont)))
+
+mkDupableCont env (CoerceIt ty cont)
+  = mkDupableCont env cont             `thenSmpl` \ (floats, (dup_cont, nondup_cont)) ->
+    returnSmpl (floats, (CoerceIt ty dup_cont, nondup_cont))
+
+mkDupableCont env (InlinePlease cont)
+  = mkDupableCont env cont             `thenSmpl` \ (floats, (dup_cont, nondup_cont)) ->
+    returnSmpl (floats, (InlinePlease dup_cont, nondup_cont))
+
+mkDupableCont env cont@(ArgOf _ arg_ty _ _)
+  =  returnSmpl (emptyFloats env, (mkBoringStop arg_ty, cont))
+       -- Do *not* duplicate an ArgOf continuation
+       -- Because ArgOf continuations are opaque, we gain nothing by
+       -- propagating them into the expressions, and we do lose a lot.
+       -- Here's an example:
+       --      && (case x of { T -> F; F -> T }) E
+       -- Now, && is strict so we end up simplifying the case with
+       -- an ArgOf continuation.  If we let-bind it, we get
+       --
+       --      let $j = \v -> && v E
+       --      in simplExpr (case x of { T -> F; F -> T })
+       --                   (ArgOf (\r -> $j r)
+       -- And after simplifying more we get
+       --
+       --      let $j = \v -> && v E
+       --      in case of { T -> $j F; F -> $j T }
+       -- Which is a Very Bad Thing
+       --
+       -- The desire not to duplicate is the entire reason that
+       -- mkDupableCont returns a pair of continuations.
+       --
+       -- The original plan had:
+       -- e.g.         (...strict-fn...) [...hole...]
+       --      ==>
+       --              let $j = \a -> ...strict-fn...
+       --              in $j [...hole...]
+
+mkDupableCont env (ApplyTo _ arg se cont)
+  =    -- e.g.         [...hole...] (...arg...)
+       --      ==>
+       --              let a = ...arg... 
+       --              in [...hole...] a
+    simplExpr (setInScope se env) arg                  `thenSmpl` \ arg' ->
+
+    mkDupableCont env cont                             `thenSmpl` \ (floats, (dup_cont, nondup_cont)) ->
+    addFloats env floats                               $ \ env ->
 
-mkDupableCont ty (ApplyTo _ arg se cont) thing_inside
-  = mkDupableCont (funResultTy ty) cont                $ \ cont' ->
-    setSubstEnv se (simplExpr arg)                     `thenSmpl` \ arg' ->
     if exprIsDupable arg' then
-       thing_inside (ApplyTo OkToDup arg' emptySubstEnv cont')
+       returnSmpl (emptyFloats env, (ApplyTo OkToDup arg' (zapSubstEnv se) dup_cont, nondup_cont))
     else
-    newId (coreExprType arg')                                          $ \ bndr ->
-    thing_inside (ApplyTo OkToDup (Var bndr) emptySubstEnv cont')      `thenSmpl` \ res ->
-    returnSmpl (addBind (NonRec bndr arg') res)
-
-mkDupableCont ty (Select _ case_bndr alts se cont) thing_inside
-  = tick (CaseOfCase case_bndr)                                                `thenSmpl_`
-    setSubstEnv se (
-       simplBinder case_bndr                                           $ \ case_bndr' ->
-       prepareCaseCont alts cont                                       $ \ cont' ->
-       mapAndUnzipSmpl (mkDupableAlt case_bndr case_bndr' cont') alts  `thenSmpl` \ (alt_binds_s, alts') ->
-       returnSmpl (concat alt_binds_s, alts')
-    )                                  `thenSmpl` \ (alt_binds, alts') ->
-
-    extendInScopes [b | NonRec b _ <- alt_binds]               $
-
-       -- NB that the new alternatives, alts', are still InAlts, using the original
-       -- binders.  That means we can keep the case_bndr intact. This is important
-       -- because another case-of-case might strike, and so we want to keep the
-       -- info that the case_bndr is dead (if it is, which is often the case).
-       -- This is VITAL when the type of case_bndr is an unboxed pair (often the
-       -- case in I/O rich code.  We aren't allowed a lambda bound
-       -- arg of unboxed tuple type, and indeed such a case_bndr is always dead
-    thing_inside (Select OkToDup case_bndr alts' se (Stop (contResultType cont)))      `thenSmpl` \ res ->
-
-    returnSmpl (addBinds alt_binds res)
-
-
-mkDupableAlt :: InId -> OutId -> SimplCont -> InAlt -> SimplM (OutStuff InAlt)
-mkDupableAlt case_bndr case_bndr' (Stop _) alt@(con, bndrs, rhs)
-  | exprIsDupable rhs
-  =    -- It is worth checking for a small RHS because otherwise we
+    newId FSLIT("a") (exprType arg')                   `thenSmpl` \ arg_id ->
+
+    tick (CaseOfCase arg_id)                           `thenSmpl_`
+       -- Want to tick here so that we go round again,
+       -- and maybe copy or inline the code.
+       -- Not strictly CaseOfCase, but never mind
+
+    returnSmpl (unitFloat env arg_id arg', 
+               (ApplyTo OkToDup (Var arg_id) (zapSubstEnv se) dup_cont,
+                nondup_cont))
+       -- But what if the arg should be case-bound? 
+       -- This has been this way for a long time, so I'll leave it,
+       -- but I can't convince myself that it's right.
+
+mkDupableCont env (Select _ case_bndr alts se cont)
+  =    -- e.g.         (case [...hole...] of { pi -> ei })
+       --      ===>
+       --              let ji = \xij -> ei 
+       --              in case [...hole...] of { pi -> ji xij }
+    tick (CaseOfCase case_bndr)                                        `thenSmpl_`
+    let
+       alt_env = setInScope se env
+    in
+    prepareCaseCont alt_env alts cont                          `thenSmpl` \ (floats1, (dup_cont, nondup_cont)) ->
+    addFloats alt_env floats1                                  $ \ alt_env ->
+
+    simplBinder alt_env case_bndr                              `thenSmpl` \ (alt_env, case_bndr') ->
+       -- NB: simplBinder does not zap deadness occ-info, so
+       -- a dead case_bndr' will still advertise its deadness
+       -- This is really important because in
+       --      case e of b { (# a,b #) -> ... }
+       -- b is always dead, and indeed we are not allowed to bind b to (# a,b #),
+       -- which might happen if e was an explicit unboxed pair and b wasn't marked dead.
+       -- In the new alts we build, we have the new case binder, so it must retain
+       -- its deadness.
+
+    mkDupableAlts alt_env case_bndr' alts dup_cont     `thenSmpl` \ (floats2, alts') ->
+    addFloats alt_env floats2                          $ \ alt_env ->
+    returnSmpl (emptyFloats alt_env, 
+               (Select OkToDup case_bndr' alts' (zapSubstEnv se) 
+                       (mkBoringStop (contResultType dup_cont)),
+                nondup_cont))
+
+mkDupableAlts :: SimplEnv -> OutId -> [InAlt] -> SimplCont
+             -> SimplM (FloatsWith [InAlt])
+-- Absorbs the continuation into the new alternatives
+
+mkDupableAlts env case_bndr' alts dupable_cont 
+  = go env alts
+  where
+    go env [] = returnSmpl (emptyFloats env, [])
+    go env (alt:alts)
+       = do { (floats1, mb_alt') <- mkDupableAlt env case_bndr' dupable_cont alt
+            ; addFloats env floats1    $ \ env -> do
+            { (floats2, alts') <- go env alts
+            ; returnSmpl (floats2, case mb_alt' of
+                                       Just alt' -> alt' : alts'
+                                       Nothing   -> alts'
+                         )}}
+                                       
+mkDupableAlt env case_bndr' cont alt
+  = simplAlt env [] case_bndr' alt cont                `thenSmpl` \ mb_stuff ->
+    case mb_stuff of {
+       Nothing -> returnSmpl (emptyFloats env, Nothing) ;
+
+       Just (reft, (con, bndrs', rhs')) ->
+       -- Safe to say that there are no handled-cons for the DEFAULT case
+
+    if exprIsDupable rhs' then
+       returnSmpl (emptyFloats env, Just (con, bndrs', rhs'))
+       -- It is worth checking for a small RHS because otherwise we
        -- get extra let bindings that may cause an extra iteration of the simplifier to
        -- inline back in place.  Quite often the rhs is just a variable or constructor.
        -- The Ord instance of Maybe in PrelMaybe.lhs, for example, took several extra
@@ -1452,26 +1815,25 @@ mkDupableAlt case_bndr case_bndr' (Stop _) alt@(con, bndrs, rhs)
        -- inlined, but after the join points had been inlined it looked smaller, and so
        -- was inlined.
        --
-       -- But since the continuation is absorbed into the rhs, we only do this
-       -- for a Stop continuation.
-    returnSmpl ([], alt)
+       -- NB: we have to check the size of rhs', not rhs. 
+       -- Duplicating a small InAlt might invalidate occurrence information
+       -- However, if it *is* dupable, we return the *un* simplified alternative,
+       -- because otherwise we'd need to pair it up with an empty subst-env....
+       -- but we only have one env shared between all the alts.
+       -- (Remember we must zap the subst-env before re-simplifying something).
+       -- Rather than do this we simply agree to re-simplify the original (small) thing later.
 
-mkDupableAlt case_bndr case_bndr' cont alt@(con, bndrs, rhs)
-  | otherwise
-  =    -- Not worth checking whether the rhs is small; the
-       -- inliner will inline it if so.
-    simplBinders bndrs                                 $ \ bndrs' ->
-    simplExprC rhs cont                                        `thenSmpl` \ rhs' ->
+    else
     let
-       rhs_ty' = coreExprType rhs'
-        (used_bndrs, used_bndrs')
-          = unzip [pr | pr@(bndr,bndr') <- zip (case_bndr  : bndrs)
-                                               (case_bndr' : bndrs'),
-                        not (isDeadBinder bndr)]
-               -- The new binders have lost their occurrence info,
-               -- so we have to extract it from the old ones
+       rhs_ty'     = exprType rhs'
+        used_bndrs' = filter abstract_over (case_bndr' : bndrs')
+       abstract_over bndr
+         | isTyVar bndr = not (bndr `elemVarEnv` reft)
+               -- Don't abstract over tyvar binders which are refined away
+               -- See Note [Refinement] below
+         | otherwise    = not (isDeadBinder bndr)
+               -- The deadness info on the new Ids is preserved by simplBinders
     in
-    ( if null used_bndrs' 
        -- If we try to lift a primitive-typed something out
        -- for let-binding-purposes, we will *caseify* it (!),
        -- with potentially-disastrous strictness results.  So
@@ -1489,27 +1851,77 @@ mkDupableAlt case_bndr case_bndr' cont alt@(con, bndrs, rhs)
        -- Consider:    let j = if .. then I# 3 else I# 4
        --              in case .. of { A -> j; B -> j; C -> ... }
        --
-       -- Now CPR should not w/w j because it's a thunk, so
+       -- Now CPR doesn't w/w j because it's a thunk, so
        -- that means that the enclosing function can't w/w either,
        -- which is a lose.  Here's the example that happened in practice:
        --      kgmod :: Int -> Int -> Int
        --      kgmod x y = if x > 0 && y < 0 || x < 0 && y > 0
        --                  then 78
        --                  else 5
-
-       then newId realWorldStatePrimTy  $ \ rw_id ->
+       --
+       -- I have seen a case alternative like this:
+       --      True -> \v -> ...
+       -- It's a bit silly to add the realWorld dummy arg in this case, making
+       --      $j = \s v -> ...
+       --         True -> $j s
+       -- (the \v alone is enough to make CPR happy) but I think it's rare
+
+    ( if not (any isId used_bndrs')
+       then newId FSLIT("w") realWorldStatePrimTy      `thenSmpl` \ rw_id ->
             returnSmpl ([rw_id], [Var realWorldPrimId])
        else 
-            returnSmpl (used_bndrs', map varToCoreExpr used_bndrs)
-    )
-       `thenSmpl` \ (final_bndrs', final_args) ->
-
-    newId (foldr (mkFunTy . idType) rhs_ty' final_bndrs')      $ \ join_bndr ->
-
-       -- Notice that we make the lambdas into one-shot-lambdas.  The
+            returnSmpl (used_bndrs', map varToCoreExpr used_bndrs')
+    )                                                  `thenSmpl` \ (final_bndrs', final_args) ->
+
+       -- See comment about "$j" name above
+    newId FSLIT("$j") (mkPiTypes final_bndrs' rhs_ty') `thenSmpl` \ join_bndr ->
+       -- Notice the funky mkPiTypes.  If the contructor has existentials
+       -- it's possible that the join point will be abstracted over
+       -- type varaibles as well as term variables.
+       --  Example:  Suppose we have
+       --      data T = forall t.  C [t]
+       --  Then faced with
+       --      case (case e of ...) of
+       --          C t xs::[t] -> rhs
+       --  We get the join point
+       --      let j :: forall t. [t] -> ...
+       --          j = /\t \xs::[t] -> rhs
+       --      in
+       --      case (case e of ...) of
+       --          C t xs::[t] -> j t xs
+    let 
+       -- We make the lambdas into one-shot-lambdas.  The
        -- join point is sure to be applied at most once, and doing so
        -- prevents the body of the join point being floated out by
        -- the full laziness pass
-    returnSmpl ([NonRec join_bndr (mkLams (map setOneShotLambda final_bndrs') rhs')],
-               (con, bndrs, mkApps (Var join_bndr) final_args))
+       really_final_bndrs     = map one_shot final_bndrs'
+       one_shot v | isId v    = setOneShotLambda v
+                  | otherwise = v
+       join_rhs  = mkLams really_final_bndrs rhs'
+       join_call = mkApps (Var join_bndr) final_args
+    in
+    returnSmpl (unitFloat env join_bndr join_rhs, Just (con, bndrs', join_call)) }
 \end{code}
+
+Note [Refinement]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Consider
+       data T a where
+         MkT :: a -> b -> T a
+
+       f = /\a. \(w::a).
+          case (case ...) of
+                 MkT a' b (p::a') (q::b) -> [p,w]
+
+The danger is that we'll make a join point
+       
+       j a' p = [p,w]
+
+and that's ill-typed, because (p::a') but (w::a).  
+
+Solution so far: don't abstract over a', because the type refinement
+maps [a' -> a] .  Ultimately that won't work when real refinement goes on.
+
+Then we must abstract over any refined free variables.  Hmm.  Maybe we 
+could just abstract over *all* free variables, thereby lambda-lifting
+the join point?   We should try this.