Two improvements to optCoercion
[ghc-hetmet.git] / compiler / simplCore / Simplify.lhs
1 %
2 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1993-1998
3 %
4 \section[Simplify]{The main module of the simplifier}
5
6 \begin{code}
7 module Simplify ( simplTopBinds, simplExpr ) where
8
9 #include "HsVersions.h"
10
11 import DynFlags
12 import SimplMonad
13 import Type hiding      ( substTy, extendTvSubst )
14 import SimplEnv
15 import SimplUtils
16 import FamInstEnv       ( FamInstEnv )
17 import Id
18 import MkId             ( mkImpossibleExpr, seqId )
19 import Var
20 import IdInfo
21 import Name             ( mkSystemVarName )
22 import Coercion
23 import FamInstEnv       ( topNormaliseType )
24 import DataCon          ( DataCon, dataConWorkId, dataConRepStrictness )
25 import CoreSyn
26 import Demand           ( isStrictDmd, splitStrictSig )
27 import PprCore          ( pprParendExpr, pprCoreExpr )
28 import CoreUnfold       ( mkUnfolding, mkCoreUnfolding, mkInlineRule, 
29                           exprIsConApp_maybe, callSiteInline, CallCtxt(..) )
30 import CoreUtils
31 import qualified CoreSubst
32 import CoreArity        ( exprArity )
33 import Rules            ( lookupRule, getRules )
34 import BasicTypes       ( isMarkedStrict, Arity )
35 import CostCentre       ( currentCCS, pushCCisNop )
36 import TysPrim          ( realWorldStatePrimTy )
37 import PrelInfo         ( realWorldPrimId )
38 import BasicTypes       ( TopLevelFlag(..), isTopLevel, RecFlag(..) )
39 import MonadUtils       ( foldlM, mapAccumLM )
40 import Maybes           ( orElse )
41 import Data.List        ( mapAccumL )
42 import Outputable
43 import FastString
44 \end{code}
45
46
47 The guts of the simplifier is in this module, but the driver loop for
48 the simplifier is in SimplCore.lhs.
49
50
51 -----------------------------------------
52         *** IMPORTANT NOTE ***
53 -----------------------------------------
54 The simplifier used to guarantee that the output had no shadowing, but
55 it does not do so any more.   (Actually, it never did!)  The reason is
56 documented with simplifyArgs.
57
58
59 -----------------------------------------
60         *** IMPORTANT NOTE ***
61 -----------------------------------------
62 Many parts of the simplifier return a bunch of "floats" as well as an
63 expression. This is wrapped as a datatype SimplUtils.FloatsWith.
64
65 All "floats" are let-binds, not case-binds, but some non-rec lets may
66 be unlifted (with RHS ok-for-speculation).
67
68
69
70 -----------------------------------------
71         ORGANISATION OF FUNCTIONS
72 -----------------------------------------
73 simplTopBinds
74   - simplify all top-level binders
75   - for NonRec, call simplRecOrTopPair
76   - for Rec,    call simplRecBind
77
78
79         ------------------------------
80 simplExpr (applied lambda)      ==> simplNonRecBind
81 simplExpr (Let (NonRec ...) ..) ==> simplNonRecBind
82 simplExpr (Let (Rec ...)    ..) ==> simplify binders; simplRecBind
83
84         ------------------------------
85 simplRecBind    [binders already simplfied]
86   - use simplRecOrTopPair on each pair in turn
87
88 simplRecOrTopPair [binder already simplified]
89   Used for: recursive bindings (top level and nested)
90             top-level non-recursive bindings
91   Returns:
92   - check for PreInlineUnconditionally
93   - simplLazyBind
94
95 simplNonRecBind
96   Used for: non-top-level non-recursive bindings
97             beta reductions (which amount to the same thing)
98   Because it can deal with strict arts, it takes a
99         "thing-inside" and returns an expression
100
101   - check for PreInlineUnconditionally
102   - simplify binder, including its IdInfo
103   - if strict binding
104         simplStrictArg
105         mkAtomicArgs
106         completeNonRecX
107     else
108         simplLazyBind
109         addFloats
110
111 simplNonRecX:   [given a *simplified* RHS, but an *unsimplified* binder]
112   Used for: binding case-binder and constr args in a known-constructor case
113   - check for PreInLineUnconditionally
114   - simplify binder
115   - completeNonRecX
116
117         ------------------------------
118 simplLazyBind:  [binder already simplified, RHS not]
119   Used for: recursive bindings (top level and nested)
120             top-level non-recursive bindings
121             non-top-level, but *lazy* non-recursive bindings
122         [must not be strict or unboxed]
123   Returns floats + an augmented environment, not an expression
124   - substituteIdInfo and add result to in-scope
125         [so that rules are available in rec rhs]
126   - simplify rhs
127   - mkAtomicArgs
128   - float if exposes constructor or PAP
129   - completeBind
130
131
132 completeNonRecX:        [binder and rhs both simplified]
133   - if the the thing needs case binding (unlifted and not ok-for-spec)
134         build a Case
135    else
136         completeBind
137         addFloats
138
139 completeBind:   [given a simplified RHS]
140         [used for both rec and non-rec bindings, top level and not]
141   - try PostInlineUnconditionally
142   - add unfolding [this is the only place we add an unfolding]
143   - add arity
144
145
146
147 Right hand sides and arguments
148 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
149 In many ways we want to treat
150         (a) the right hand side of a let(rec), and
151         (b) a function argument
152 in the same way.  But not always!  In particular, we would
153 like to leave these arguments exactly as they are, so they
154 will match a RULE more easily.
155
156         f (g x, h x)
157         g (+ x)
158
159 It's harder to make the rule match if we ANF-ise the constructor,
160 or eta-expand the PAP:
161
162         f (let { a = g x; b = h x } in (a,b))
163         g (\y. + x y)
164
165 On the other hand if we see the let-defns
166
167         p = (g x, h x)
168         q = + x
169
170 then we *do* want to ANF-ise and eta-expand, so that p and q
171 can be safely inlined.
172
173 Even floating lets out is a bit dubious.  For let RHS's we float lets
174 out if that exposes a value, so that the value can be inlined more vigorously.
175 For example
176
177         r = let x = e in (x,x)
178
179 Here, if we float the let out we'll expose a nice constructor. We did experiments
180 that showed this to be a generally good thing.  But it was a bad thing to float
181 lets out unconditionally, because that meant they got allocated more often.
182
183 For function arguments, there's less reason to expose a constructor (it won't
184 get inlined).  Just possibly it might make a rule match, but I'm pretty skeptical.
185 So for the moment we don't float lets out of function arguments either.
186
187
188 Eta expansion
189 ~~~~~~~~~~~~~~
190 For eta expansion, we want to catch things like
191
192         case e of (a,b) -> \x -> case a of (p,q) -> \y -> r
193
194 If the \x was on the RHS of a let, we'd eta expand to bring the two
195 lambdas together.  And in general that's a good thing to do.  Perhaps
196 we should eta expand wherever we find a (value) lambda?  Then the eta
197 expansion at a let RHS can concentrate solely on the PAP case.
198
199
200 %************************************************************************
201 %*                                                                      *
202 \subsection{Bindings}
203 %*                                                                      *
204 %************************************************************************
205
206 \begin{code}
207 simplTopBinds :: SimplEnv -> [InBind] -> SimplM SimplEnv
208
209 simplTopBinds env0 binds0
210   = do  {       -- Put all the top-level binders into scope at the start
211                 -- so that if a transformation rule has unexpectedly brought
212                 -- anything into scope, then we don't get a complaint about that.
213                 -- It's rather as if the top-level binders were imported.
214         ; env1 <- simplRecBndrs env0 (bindersOfBinds binds0)
215         ; dflags <- getDOptsSmpl
216         ; let dump_flag = dopt Opt_D_dump_inlinings dflags ||
217                           dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags
218         ; env2 <- simpl_binds dump_flag env1 binds0
219         ; freeTick SimplifierDone
220         ; return env2 }
221   where
222         -- We need to track the zapped top-level binders, because
223         -- they should have their fragile IdInfo zapped (notably occurrence info)
224         -- That's why we run down binds and bndrs' simultaneously.
225         --
226         -- The dump-flag emits a trace for each top-level binding, which
227         -- helps to locate the tracing for inlining and rule firing
228     simpl_binds :: Bool -> SimplEnv -> [InBind] -> SimplM SimplEnv
229     simpl_binds _    env []           = return env
230     simpl_binds dump env (bind:binds) = do { env' <- trace_bind dump bind $
231                                                      simpl_bind env bind
232                                            ; simpl_binds dump env' binds }
233
234     trace_bind True  bind = pprTrace "SimplBind" (ppr (bindersOf bind))
235     trace_bind False _    = \x -> x
236
237     simpl_bind env (Rec pairs)  = simplRecBind      env  TopLevel pairs
238     simpl_bind env (NonRec b r) = simplRecOrTopPair env' TopLevel b b' r
239         where
240           (env', b') = addBndrRules env b (lookupRecBndr env b)
241 \end{code}
242
243
244 %************************************************************************
245 %*                                                                      *
246 \subsection{Lazy bindings}
247 %*                                                                      *
248 %************************************************************************
249
250 simplRecBind is used for
251         * recursive bindings only
252
253 \begin{code}
254 simplRecBind :: SimplEnv -> TopLevelFlag
255              -> [(InId, InExpr)]
256              -> SimplM SimplEnv
257 simplRecBind env0 top_lvl pairs0
258   = do  { let (env_with_info, triples) = mapAccumL add_rules env0 pairs0
259         ; env1 <- go (zapFloats env_with_info) triples
260         ; return (env0 `addRecFloats` env1) }
261         -- addFloats adds the floats from env1,
262         -- _and_ updates env0 with the in-scope set from env1
263   where
264     add_rules :: SimplEnv -> (InBndr,InExpr) -> (SimplEnv, (InBndr, OutBndr, InExpr))
265         -- Add the (substituted) rules to the binder
266     add_rules env (bndr, rhs) = (env', (bndr, bndr', rhs))
267         where
268           (env', bndr') = addBndrRules env bndr (lookupRecBndr env bndr)
269
270     go env [] = return env
271
272     go env ((old_bndr, new_bndr, rhs) : pairs)
273         = do { env' <- simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
274              ; go env' pairs }
275 \end{code}
276
277 simplOrTopPair is used for
278         * recursive bindings (whether top level or not)
279         * top-level non-recursive bindings
280
281 It assumes the binder has already been simplified, but not its IdInfo.
282
283 \begin{code}
284 simplRecOrTopPair :: SimplEnv
285                   -> TopLevelFlag
286                   -> InId -> OutBndr -> InExpr  -- Binder and rhs
287                   -> SimplM SimplEnv    -- Returns an env that includes the binding
288
289 simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
290   | preInlineUnconditionally env top_lvl old_bndr rhs   -- Check for unconditional inline
291   = do  { tick (PreInlineUnconditionally old_bndr)
292         ; return (extendIdSubst env old_bndr (mkContEx env rhs)) }
293
294   | otherwise
295   = simplLazyBind env top_lvl Recursive old_bndr new_bndr rhs env
296         -- May not actually be recursive, but it doesn't matter
297 \end{code}
298
299
300 simplLazyBind is used for
301   * [simplRecOrTopPair] recursive bindings (whether top level or not)
302   * [simplRecOrTopPair] top-level non-recursive bindings
303   * [simplNonRecE]      non-top-level *lazy* non-recursive bindings
304
305 Nota bene:
306     1. It assumes that the binder is *already* simplified,
307        and is in scope, and its IdInfo too, except unfolding
308
309     2. It assumes that the binder type is lifted.
310
311     3. It does not check for pre-inline-unconditionallly;
312        that should have been done already.
313
314 \begin{code}
315 simplLazyBind :: SimplEnv
316               -> TopLevelFlag -> RecFlag
317               -> InId -> OutId          -- Binder, both pre-and post simpl
318                                         -- The OutId has IdInfo, except arity, unfolding
319               -> InExpr -> SimplEnv     -- The RHS and its environment
320               -> SimplM SimplEnv
321
322 simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
323   = do  { let   rhs_env     = rhs_se `setInScope` env
324                 (tvs, body) = case collectTyBinders rhs of
325                                 (tvs, body) | not_lam body -> (tvs,body)
326                                             | otherwise    -> ([], rhs)
327                 not_lam (Lam _ _) = False
328                 not_lam _         = True
329                         -- Do not do the "abstract tyyvar" thing if there's
330                         -- a lambda inside, becuase it defeats eta-reduction
331                         --    f = /\a. \x. g a x  
332                         -- should eta-reduce
333
334         ; (body_env, tvs') <- simplBinders rhs_env tvs
335                 -- See Note [Floating and type abstraction] in SimplUtils
336
337         -- Simplify the RHS
338         ; (body_env1, body1) <- simplExprF body_env body mkRhsStop
339         -- ANF-ise a constructor or PAP rhs
340         ; (body_env2, body2) <- prepareRhs body_env1 bndr1 body1
341
342         ; (env', rhs')
343             <-  if not (doFloatFromRhs top_lvl is_rec False body2 body_env2)
344                 then                            -- No floating, just wrap up!
345                      do { rhs' <- mkLam env tvs' (wrapFloats body_env2 body2)
346                         ; return (env, rhs') }
347
348                 else if null tvs then           -- Simple floating
349                      do { tick LetFloatFromLet
350                         ; return (addFloats env body_env2, body2) }
351
352                 else                            -- Do type-abstraction first
353                      do { tick LetFloatFromLet
354                         ; (poly_binds, body3) <- abstractFloats tvs' body_env2 body2
355                         ; rhs' <- mkLam env tvs' body3
356                         ; env' <- foldlM (addPolyBind top_lvl) env poly_binds
357                         ; return (env', rhs') }
358
359         ; completeBind env' top_lvl bndr bndr1 rhs' }
360 \end{code}
361
362 A specialised variant of simplNonRec used when the RHS is already simplified,
363 notably in knownCon.  It uses case-binding where necessary.
364
365 \begin{code}
366 simplNonRecX :: SimplEnv
367              -> InId            -- Old binder
368              -> OutExpr         -- Simplified RHS
369              -> SimplM SimplEnv
370
371 simplNonRecX env bndr new_rhs
372   | isDeadBinder bndr   -- Not uncommon; e.g. case (a,b) of b { (p,q) -> p }
373   = return env          --               Here b is dead, and we avoid creating
374   | otherwise           --               the binding b = (a,b)
375   = do  { (env', bndr') <- simplBinder env bndr
376         ; completeNonRecX env' (isStrictId bndr) bndr bndr' new_rhs }
377
378 completeNonRecX :: SimplEnv
379                 -> Bool
380                 -> InId                 -- Old binder
381                 -> OutId                -- New binder
382                 -> OutExpr              -- Simplified RHS
383                 -> SimplM SimplEnv
384
385 completeNonRecX env is_strict old_bndr new_bndr new_rhs
386   = do  { (env1, rhs1) <- prepareRhs (zapFloats env) new_bndr new_rhs
387         ; (env2, rhs2) <-
388                 if doFloatFromRhs NotTopLevel NonRecursive is_strict rhs1 env1
389                 then do { tick LetFloatFromLet
390                         ; return (addFloats env env1, rhs1) }   -- Add the floats to the main env
391                 else return (env, wrapFloats env1 rhs1)         -- Wrap the floats around the RHS
392         ; completeBind env2 NotTopLevel old_bndr new_bndr rhs2 }
393 \end{code}
394
395 {- No, no, no!  Do not try preInlineUnconditionally in completeNonRecX
396    Doing so risks exponential behaviour, because new_rhs has been simplified once already
397    In the cases described by the folowing commment, postInlineUnconditionally will
398    catch many of the relevant cases.
399         -- This happens; for example, the case_bndr during case of
400         -- known constructor:  case (a,b) of x { (p,q) -> ... }
401         -- Here x isn't mentioned in the RHS, so we don't want to
402         -- create the (dead) let-binding  let x = (a,b) in ...
403         --
404         -- Similarly, single occurrences can be inlined vigourously
405         -- e.g.  case (f x, g y) of (a,b) -> ....
406         -- If a,b occur once we can avoid constructing the let binding for them.
407
408    Furthermore in the case-binding case preInlineUnconditionally risks extra thunks
409         -- Consider     case I# (quotInt# x y) of
410         --                I# v -> let w = J# v in ...
411         -- If we gaily inline (quotInt# x y) for v, we end up building an
412         -- extra thunk:
413         --                let w = J# (quotInt# x y) in ...
414         -- because quotInt# can fail.
415
416   | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr new_rhs
417   = thing_inside (extendIdSubst env bndr (DoneEx new_rhs))
418 -}
419
420 ----------------------------------
421 prepareRhs takes a putative RHS, checks whether it's a PAP or
422 constructor application and, if so, converts it to ANF, so that the
423 resulting thing can be inlined more easily.  Thus
424         x = (f a, g b)
425 becomes
426         t1 = f a
427         t2 = g b
428         x = (t1,t2)
429
430 We also want to deal well cases like this
431         v = (f e1 `cast` co) e2
432 Here we want to make e1,e2 trivial and get
433         x1 = e1; x2 = e2; v = (f x1 `cast` co) v2
434 That's what the 'go' loop in prepareRhs does
435
436 \begin{code}
437 prepareRhs :: SimplEnv -> OutId -> OutExpr -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
438 -- Adds new floats to the env iff that allows us to return a good RHS
439 prepareRhs env id (Cast rhs co)    -- Note [Float coercions]
440   | (ty1, _ty2) <- coercionKind co       -- Do *not* do this if rhs has an unlifted type
441   , not (isUnLiftedType ty1)            -- see Note [Float coercions (unlifted)]
442   = do  { (env', rhs') <- makeTrivialWithInfo env sanitised_info rhs
443         ; return (env', Cast rhs' co) }
444   where
445     sanitised_info = vanillaIdInfo `setStrictnessInfo` strictnessInfo info
446                                    `setDemandInfo`     demandInfo info
447     info = idInfo id
448
449 prepareRhs env0 _ rhs0
450   = do  { (_is_exp, env1, rhs1) <- go 0 env0 rhs0
451         ; return (env1, rhs1) }
452   where
453     go n_val_args env (Cast rhs co)
454         = do { (is_exp, env', rhs') <- go n_val_args env rhs
455              ; return (is_exp, env', Cast rhs' co) }
456     go n_val_args env (App fun (Type ty))
457         = do { (is_exp, env', rhs') <- go n_val_args env fun
458              ; return (is_exp, env', App rhs' (Type ty)) }
459     go n_val_args env (App fun arg)
460         = do { (is_exp, env', fun') <- go (n_val_args+1) env fun
461              ; case is_exp of
462                 True -> do { (env'', arg') <- makeTrivial env' arg
463                            ; return (True, env'', App fun' arg') }
464                 False -> return (False, env, App fun arg) }
465     go n_val_args env (Var fun)
466         = return (is_exp, env, Var fun)
467         where
468           is_exp = isExpandableApp fun n_val_args   -- The fun a constructor or PAP
469                         -- See Note [CONLIKE pragma] in BasicTypes
470                         -- The definition of is_exp should match that in
471                         -- OccurAnal.occAnalApp
472
473     go _ env other
474         = return (False, env, other)
475 \end{code}
476
477
478 Note [Float coercions]
479 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
480 When we find the binding
481         x = e `cast` co
482 we'd like to transform it to
483         x' = e
484         x = x `cast` co         -- A trivial binding
485 There's a chance that e will be a constructor application or function, or something
486 like that, so moving the coerion to the usage site may well cancel the coersions
487 and lead to further optimisation.  Example:
488
489      data family T a :: *
490      data instance T Int = T Int
491
492      foo :: Int -> Int -> Int
493      foo m n = ...
494         where
495           x = T m
496           go 0 = 0
497           go n = case x of { T m -> go (n-m) }
498                 -- This case should optimise
499
500 Note [Preserve strictness when floating coercions]
501 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
502 In the Note [Float coercions] transformation, keep the strictness info.
503 Eg
504         f = e `cast` co    -- f has strictness SSL
505 When we transform to
506         f' = e             -- f' also has strictness SSL
507         f = f' `cast` co   -- f still has strictness SSL
508
509 Its not wrong to drop it on the floor, but better to keep it.
510
511 Note [Float coercions (unlifted)]
512 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
513 BUT don't do [Float coercions] if 'e' has an unlifted type.
514 This *can* happen:
515
516      foo :: Int = (error (# Int,Int #) "urk")
517                   `cast` CoUnsafe (# Int,Int #) Int
518
519 If do the makeTrivial thing to the error call, we'll get
520     foo = case error (# Int,Int #) "urk" of v -> v `cast` ...
521 But 'v' isn't in scope!
522
523 These strange casts can happen as a result of case-of-case
524         bar = case (case x of { T -> (# 2,3 #); F -> error "urk" }) of
525                 (# p,q #) -> p+q
526
527
528 \begin{code}
529 makeTrivial :: SimplEnv -> OutExpr -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
530 -- Binds the expression to a variable, if it's not trivial, returning the variable
531 makeTrivial env expr = makeTrivialWithInfo env vanillaIdInfo expr
532
533 makeTrivialWithInfo :: SimplEnv -> IdInfo -> OutExpr -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
534 -- Propagate strictness and demand info to the new binder
535 -- Note [Preserve strictness when floating coercions]
536 makeTrivialWithInfo env info expr
537   | exprIsTrivial expr
538   = return (env, expr)
539   | otherwise           -- See Note [Take care] below
540   = do  { uniq <- getUniqueM
541         ; let name = mkSystemVarName uniq (fsLit "a")
542               var = mkLocalIdWithInfo name (exprType expr) info
543         ; env' <- completeNonRecX env False var var expr
544         ; return (env', substExpr env' (Var var)) }
545         -- The substitution is needed becase we're constructing a new binding
546         --     a = rhs
547         -- And if rhs is of form (rhs1 |> co), then we might get
548         --     a1 = rhs1
549         --     a = a1 |> co
550         -- and now a's RHS is trivial and can be substituted out, and that
551         -- is what completeNonRecX will do
552 \end{code}
553
554
555 %************************************************************************
556 %*                                                                      *
557 \subsection{Completing a lazy binding}
558 %*                                                                      *
559 %************************************************************************
560
561 completeBind
562   * deals only with Ids, not TyVars
563   * takes an already-simplified binder and RHS
564   * is used for both recursive and non-recursive bindings
565   * is used for both top-level and non-top-level bindings
566
567 It does the following:
568   - tries discarding a dead binding
569   - tries PostInlineUnconditionally
570   - add unfolding [this is the only place we add an unfolding]
571   - add arity
572
573 It does *not* attempt to do let-to-case.  Why?  Because it is used for
574   - top-level bindings (when let-to-case is impossible)
575   - many situations where the "rhs" is known to be a WHNF
576                 (so let-to-case is inappropriate).
577
578 Nor does it do the atomic-argument thing
579
580 \begin{code}
581 completeBind :: SimplEnv
582              -> TopLevelFlag            -- Flag stuck into unfolding
583              -> InId                    -- Old binder
584              -> OutId -> OutExpr        -- New binder and RHS
585              -> SimplM SimplEnv
586 -- completeBind may choose to do its work
587 --      * by extending the substitution (e.g. let x = y in ...)
588 --      * or by adding to the floats in the envt
589
590 completeBind env top_lvl old_bndr new_bndr new_rhs
591   = do  { let old_info = idInfo old_bndr
592               old_unf  = unfoldingInfo old_info
593               occ_info = occInfo old_info
594
595         ; new_unfolding <- simplUnfolding env top_lvl old_bndr occ_info new_rhs old_unf
596
597         ; if postInlineUnconditionally env top_lvl new_bndr occ_info new_rhs new_unfolding
598                         -- Inline and discard the binding
599           then do  { tick (PostInlineUnconditionally old_bndr)
600                    ; -- pprTrace "postInlineUnconditionally" (ppr old_bndr <+> equals <+> ppr new_rhs) $
601                      return (extendIdSubst env old_bndr (DoneEx new_rhs)) }
602                 -- Use the substitution to make quite, quite sure that the
603                 -- substitution will happen, since we are going to discard the binding
604
605           else return (addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding) }
606
607 ------------------------------
608 addPolyBind :: TopLevelFlag -> SimplEnv -> OutBind -> SimplM SimplEnv
609 -- Add a new binding to the environment, complete with its unfolding
610 -- but *do not* do postInlineUnconditionally, because we have already
611 -- processed some of the scope of the binding
612 -- We still want the unfolding though.  Consider
613 --      let 
614 --            x = /\a. let y = ... in Just y
615 --      in body
616 -- Then we float the y-binding out (via abstractFloats and addPolyBind)
617 -- but 'x' may well then be inlined in 'body' in which case we'd like the 
618 -- opportunity to inline 'y' too.
619
620 addPolyBind top_lvl env (NonRec poly_id rhs)
621   = do  { unfolding <- simplUnfolding env top_lvl poly_id NoOccInfo rhs noUnfolding
622                         -- Assumes that poly_id did not have an INLINE prag
623                         -- which is perhaps wrong.  ToDo: think about this
624         ; return (addNonRecWithUnf env poly_id rhs unfolding) }
625
626 addPolyBind _ env bind@(Rec _) = return (extendFloats env bind)
627                 -- Hack: letrecs are more awkward, so we extend "by steam"
628                 -- without adding unfoldings etc.  At worst this leads to
629                 -- more simplifier iterations
630
631 ------------------------------
632 addNonRecWithUnf :: SimplEnv
633                  -> OutId -> OutExpr    -- New binder and RHS
634                  -> Unfolding           -- New unfolding
635                  -> SimplEnv
636 addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding
637   = let new_arity = exprArity new_rhs
638         old_arity = idArity new_bndr
639         info1 = idInfo new_bndr `setArityInfo` new_arity
640         
641               -- Unfolding info: Note [Setting the new unfolding]
642         info2 = info1 `setUnfoldingInfo` new_unfolding
643
644         -- Demand info: Note [Setting the demand info]
645         info3 | isEvaldUnfolding new_unfolding = zapDemandInfo info2 `orElse` info2
646               | otherwise                      = info2
647
648         final_id = new_bndr `setIdInfo` info3
649         dmd_arity = length $ fst $ splitStrictSig $ idStrictness new_bndr
650     in
651     ASSERT( isId new_bndr )
652     WARN( new_arity < old_arity || new_arity < dmd_arity, 
653           (ptext (sLit "Arity decrease:") <+> ppr final_id <+> ppr old_arity
654                 <+> ppr new_arity <+> ppr dmd_arity) )
655         -- Note [Arity decrease]
656
657     final_id `seq`   -- This seq forces the Id, and hence its IdInfo,
658                      -- and hence any inner substitutions
659             -- pprTrace "Binding" (ppr final_id <+> ppr unfolding) $
660     addNonRec env final_id new_rhs
661                 -- The addNonRec adds it to the in-scope set too
662
663 ------------------------------
664 simplUnfolding :: SimplEnv-> TopLevelFlag
665                -> Id
666                -> OccInfo -> OutExpr
667                -> Unfolding -> SimplM Unfolding
668 -- Note [Setting the new unfolding]
669 simplUnfolding env _ _ _ _ (DFunUnfolding con ops)
670   = return (DFunUnfolding con ops')
671   where
672     ops' = map (CoreSubst.substExpr (mkCoreSubst env)) ops
673
674 simplUnfolding env top_lvl _ _ _ 
675     (CoreUnfolding { uf_tmpl = expr, uf_arity = arity
676                    , uf_src = src, uf_guidance = guide })
677   | isInlineRuleSource src
678   = do { expr' <- simplExpr (updMode updModeForInlineRules env) expr
679                -- See Note [Simplifying gently inside InlineRules] in SimplUtils
680        ; let src' = CoreSubst.substUnfoldingSource (mkCoreSubst env) src
681        ; return (mkCoreUnfolding (isTopLevel top_lvl) src' expr' arity guide) }
682                 -- See Note [Top-level flag on inline rules] in CoreUnfold
683
684 simplUnfolding _ top_lvl id _occ_info new_rhs _
685   = return (mkUnfolding (isTopLevel top_lvl) (isBottomingId id) new_rhs)
686   -- We make an  unfolding *even for loop-breakers*.
687   -- Reason: (a) It might be useful to know that they are WHNF
688   --         (b) In TidyPgm we currently assume that, if we want to
689   --             expose the unfolding then indeed we *have* an unfolding
690   --             to expose.  (We could instead use the RHS, but currently
691   --             we don't.)  The simple thing is always to have one.
692 \end{code}
693
694 Note [Arity decrease]
695 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
696 Generally speaking the arity of a binding should not decrease.  But it *can* 
697 legitimately happen becuase of RULES.  Eg
698         f = g Int
699 where g has arity 2, will have arity 2.  But if there's a rewrite rule
700         g Int --> h
701 where h has arity 1, then f's arity will decrease.  Here's a real-life example,
702 which is in the output of Specialise:
703
704      Rec {
705         $dm {Arity 2} = \d.\x. op d
706         {-# RULES forall d. $dm Int d = $s$dm #-}
707         
708         dInt = MkD .... opInt ...
709         opInt {Arity 1} = $dm dInt
710
711         $s$dm {Arity 0} = \x. op dInt }
712
713 Here opInt has arity 1; but when we apply the rule its arity drops to 0.
714 That's why Specialise goes to a little trouble to pin the right arity
715 on specialised functions too.
716
717 Note [Setting the new unfolding]
718 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
719 * If there's an INLINE pragma, we simplify the RHS gently.  Maybe we
720   should do nothing at all, but simplifying gently might get rid of 
721   more crap.
722
723 * If not, we make an unfolding from the new RHS.  But *only* for
724   non-loop-breakers. Making loop breakers not have an unfolding at all
725   means that we can avoid tests in exprIsConApp, for example.  This is
726   important: if exprIsConApp says 'yes' for a recursive thing, then we
727   can get into an infinite loop
728
729 If there's an InlineRule on a loop breaker, we hang on to the inlining.
730 It's pretty dodgy, but the user did say 'INLINE'.  May need to revisit
731 this choice.
732
733 Note [Setting the demand info]
734 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
735 If the unfolding is a value, the demand info may
736 go pear-shaped, so we nuke it.  Example:
737      let x = (a,b) in
738      case x of (p,q) -> h p q x
739 Here x is certainly demanded. But after we've nuked
740 the case, we'll get just
741      let x = (a,b) in h a b x
742 and now x is not demanded (I'm assuming h is lazy)
743 This really happens.  Similarly
744      let f = \x -> e in ...f..f...
745 After inlining f at some of its call sites the original binding may
746 (for example) be no longer strictly demanded.
747 The solution here is a bit ad hoc...
748
749
750 %************************************************************************
751 %*                                                                      *
752 \subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
753 %*                                                                      *
754 %************************************************************************
755
756 The reason for this OutExprStuff stuff is that we want to float *after*
757 simplifying a RHS, not before.  If we do so naively we get quadratic
758 behaviour as things float out.
759
760 To see why it's important to do it after, consider this (real) example:
761
762         let t = f x
763         in fst t
764 ==>
765         let t = let a = e1
766                     b = e2
767                 in (a,b)
768         in fst t
769 ==>
770         let a = e1
771             b = e2
772             t = (a,b)
773         in
774         a       -- Can't inline a this round, cos it appears twice
775 ==>
776         e1
777
778 Each of the ==> steps is a round of simplification.  We'd save a
779 whole round if we float first.  This can cascade.  Consider
780
781         let f = g d
782         in \x -> ...f...
783 ==>
784         let f = let d1 = ..d.. in \y -> e
785         in \x -> ...f...
786 ==>
787         let d1 = ..d..
788         in \x -> ...(\y ->e)...
789
790 Only in this second round can the \y be applied, and it
791 might do the same again.
792
793
794 \begin{code}
795 simplExpr :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplM CoreExpr
796 simplExpr env expr = simplExprC env expr mkBoringStop
797
798 simplExprC :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplCont -> SimplM CoreExpr
799         -- Simplify an expression, given a continuation
800 simplExprC env expr cont
801   = -- pprTrace "simplExprC" (ppr expr $$ ppr cont {- $$ ppr (seIdSubst env) -} $$ ppr (seFloats env) ) $
802     do  { (env', expr') <- simplExprF (zapFloats env) expr cont
803         ; -- pprTrace "simplExprC ret" (ppr expr $$ ppr expr') $
804           -- pprTrace "simplExprC ret3" (ppr (seInScope env')) $
805           -- pprTrace "simplExprC ret4" (ppr (seFloats env')) $
806           return (wrapFloats env' expr') }
807
808 --------------------------------------------------
809 simplExprF :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
810            -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
811
812 simplExprF env e cont
813   = -- pprTrace "simplExprF" (ppr e $$ ppr cont $$ ppr (seTvSubst env) $$ ppr (seIdSubst env) {- $$ ppr (seFloats env) -} ) $
814     simplExprF' env e cont
815
816 simplExprF' :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
817             -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
818 simplExprF' env (Var v)        cont = simplVar env v cont
819 simplExprF' env (Lit lit)      cont = rebuild env (Lit lit) cont
820 simplExprF' env (Note n expr)  cont = simplNote env n expr cont
821 simplExprF' env (Cast body co) cont = simplCast env body co cont
822 simplExprF' env (App fun arg)  cont = simplExprF env fun $
823                                       ApplyTo NoDup arg env cont
824
825 simplExprF' env expr@(Lam _ _) cont
826   = simplLam env (map zap bndrs) body cont
827         -- The main issue here is under-saturated lambdas
828         --   (\x1. \x2. e) arg1
829         -- Here x1 might have "occurs-once" occ-info, because occ-info
830         -- is computed assuming that a group of lambdas is applied
831         -- all at once.  If there are too few args, we must zap the
832         -- occ-info.
833   where
834     n_args   = countArgs cont
835     n_params = length bndrs
836     (bndrs, body) = collectBinders expr
837     zap | n_args >= n_params = \b -> b
838         | otherwise          = \b -> if isTyVar b then b
839                                      else zapLamIdInfo b
840         -- NB: we count all the args incl type args
841         -- so we must count all the binders (incl type lambdas)
842
843 simplExprF' env (Type ty) cont
844   = ASSERT( contIsRhsOrArg cont )
845     do  { ty' <- simplCoercion env ty
846         ; rebuild env (Type ty') cont }
847
848 simplExprF' env (Case scrut bndr _ alts) cont
849   | not (switchIsOn (getSwitchChecker env) NoCaseOfCase)
850   =     -- Simplify the scrutinee with a Select continuation
851     simplExprF env scrut (Select NoDup bndr alts env cont)
852
853   | otherwise
854   =     -- If case-of-case is off, simply simplify the case expression
855         -- in a vanilla Stop context, and rebuild the result around it
856     do  { case_expr' <- simplExprC env scrut case_cont
857         ; rebuild env case_expr' cont }
858   where
859     case_cont = Select NoDup bndr alts env mkBoringStop
860
861 simplExprF' env (Let (Rec pairs) body) cont
862   = do  { env' <- simplRecBndrs env (map fst pairs)
863                 -- NB: bndrs' don't have unfoldings or rules
864                 -- We add them as we go down
865
866         ; env'' <- simplRecBind env' NotTopLevel pairs
867         ; simplExprF env'' body cont }
868
869 simplExprF' env (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
870   = simplNonRecE env bndr (rhs, env) ([], body) cont
871
872 ---------------------------------
873 simplType :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
874         -- Kept monadic just so we can do the seqType
875 simplType env ty
876   = -- pprTrace "simplType" (ppr ty $$ ppr (seTvSubst env)) $
877     seqType new_ty `seq` return new_ty
878   where
879     new_ty = substTy env ty
880
881 ---------------------------------
882 simplCoercion :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
883 -- The InType isn't *necessarily* a coercion, but it might be
884 -- (in a type application, say) and optCoercion is a no-op on types
885 simplCoercion env co
886   = seqType new_co `seq` return new_co
887   where 
888     new_co = optCoercion (getTvSubst env) co
889 \end{code}
890
891
892 %************************************************************************
893 %*                                                                      *
894 \subsection{The main rebuilder}
895 %*                                                                      *
896 %************************************************************************
897
898 \begin{code}
899 rebuild :: SimplEnv -> OutExpr -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
900 -- At this point the substitution in the SimplEnv should be irrelevant
901 -- only the in-scope set and floats should matter
902 rebuild env expr cont0
903   = -- pprTrace "rebuild" (ppr expr $$ ppr cont0 $$ ppr (seFloats env)) $
904     case cont0 of
905       Stop {}                      -> return (env, expr)
906       CoerceIt co cont             -> rebuild env (mkCoerce co expr) cont
907       Select _ bndr alts se cont   -> rebuildCase (se `setFloats` env) expr bndr alts cont
908       StrictArg info _ cont        -> rebuildCall env (info `addArgTo` expr) cont
909       StrictBind b bs body se cont -> do { env' <- simplNonRecX (se `setFloats` env) b expr
910                                          ; simplLam env' bs body cont }
911       ApplyTo _ arg se cont        -> do { arg' <- simplExpr (se `setInScope` env) arg
912                                          ; rebuild env (App expr arg') cont }
913 \end{code}
914
915
916 %************************************************************************
917 %*                                                                      *
918 \subsection{Lambdas}
919 %*                                                                      *
920 %************************************************************************
921
922 \begin{code}
923 simplCast :: SimplEnv -> InExpr -> Coercion -> SimplCont
924           -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
925 simplCast env body co0 cont0
926   = do  { co1 <- simplCoercion env co0
927         ; simplExprF env body (addCoerce co1 cont0) }
928   where
929        addCoerce co cont = add_coerce co (coercionKind co) cont
930
931        add_coerce _co (s1, k1) cont     -- co :: ty~ty
932          | s1 `coreEqType` k1 = cont    -- is a no-op
933
934        add_coerce co1 (s1, _k2) (CoerceIt co2 cont)
935          | (_l1, t1) <- coercionKind co2
936                 --      e |> (g1 :: S1~L) |> (g2 :: L~T1)
937                 -- ==>
938                 --      e,                       if S1=T1
939                 --      e |> (g1 . g2 :: S1~T1)  otherwise
940                 --
941                 -- For example, in the initial form of a worker
942                 -- we may find  (coerce T (coerce S (\x.e))) y
943                 -- and we'd like it to simplify to e[y/x] in one round
944                 -- of simplification
945          , s1 `coreEqType` t1  = cont            -- The coerces cancel out
946          | otherwise           = CoerceIt (mkTransCoercion co1 co2) cont
947
948        add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup (Type arg_ty) arg_se cont)
949                 -- (f |> g) ty  --->   (f ty) |> (g @ ty)
950                 -- This implements the PushT and PushC rules from the paper
951          | Just (tyvar,_) <- splitForAllTy_maybe s1s2
952          = let 
953              (new_arg_ty, new_cast)
954                | isCoVar tyvar = (new_arg_co, mkCselRCoercion co)       -- PushC rule
955                | otherwise     = (ty',        mkInstCoercion co ty')    -- PushT rule
956            in 
957            ApplyTo dup (Type new_arg_ty) (zapSubstEnv arg_se) (addCoerce new_cast cont)
958          where
959            ty' = substTy (arg_se `setInScope` env) arg_ty
960            new_arg_co = mkCsel1Coercion co  `mkTransCoercion`
961                               ty'           `mkTransCoercion`
962                         mkSymCoercion (mkCsel2Coercion co)
963
964        add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup arg arg_se cont)
965          | not (isTypeArg arg)  -- This implements the Push rule from the paper
966          , isFunTy s1s2   -- t1t2 must be a function type, becuase it's applied
967                 --      (e |> (g :: s1s2 ~ t1->t2)) f
968                 -- ===>
969                 --      (e (f |> (arg g :: t1~s1))
970                 --      |> (res g :: s2->t2)
971                 --
972                 -- t1t2 must be a function type, t1->t2, because it's applied
973                 -- to something but s1s2 might conceivably not be
974                 --
975                 -- When we build the ApplyTo we can't mix the out-types
976                 -- with the InExpr in the argument, so we simply substitute
977                 -- to make it all consistent.  It's a bit messy.
978                 -- But it isn't a common case.
979                 --
980                 -- Example of use: Trac #995
981          = ApplyTo dup new_arg (zapSubstEnv arg_se) (addCoerce co2 cont)
982          where
983            -- we split coercion t1->t2 ~ s1->s2 into t1 ~ s1 and
984            -- t2 ~ s2 with left and right on the curried form:
985            --    (->) t1 t2 ~ (->) s1 s2
986            [co1, co2] = decomposeCo 2 co
987            new_arg    = mkCoerce (mkSymCoercion co1) arg'
988            arg'       = substExpr (arg_se `setInScope` env) arg
989
990        add_coerce co _ cont = CoerceIt co cont
991 \end{code}
992
993
994 %************************************************************************
995 %*                                                                      *
996 \subsection{Lambdas}
997 %*                                                                      *
998 %************************************************************************
999
1000 \begin{code}
1001 simplLam :: SimplEnv -> [InId] -> InExpr -> SimplCont
1002          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1003
1004 simplLam env [] body cont = simplExprF env body cont
1005
1006         -- Beta reduction
1007 simplLam env (bndr:bndrs) body (ApplyTo _ arg arg_se cont)
1008   = do  { tick (BetaReduction bndr)
1009         ; simplNonRecE env bndr (arg, arg_se) (bndrs, body) cont }
1010
1011         -- Not enough args, so there are real lambdas left to put in the result
1012 simplLam env bndrs body cont
1013   = do  { (env', bndrs') <- simplLamBndrs env bndrs
1014         ; body' <- simplExpr env' body
1015         ; new_lam <- mkLam env' bndrs' body'
1016         ; rebuild env' new_lam cont }
1017
1018 ------------------
1019 simplNonRecE :: SimplEnv
1020              -> InBndr                  -- The binder
1021              -> (InExpr, SimplEnv)      -- Rhs of binding (or arg of lambda)
1022              -> ([InBndr], InExpr)      -- Body of the let/lambda
1023                                         --      \xs.e
1024              -> SimplCont
1025              -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1026
1027 -- simplNonRecE is used for
1028 --  * non-top-level non-recursive lets in expressions
1029 --  * beta reduction
1030 --
1031 -- It deals with strict bindings, via the StrictBind continuation,
1032 -- which may abort the whole process
1033 --
1034 -- The "body" of the binding comes as a pair of ([InId],InExpr)
1035 -- representing a lambda; so we recurse back to simplLam
1036 -- Why?  Because of the binder-occ-info-zapping done before
1037 --       the call to simplLam in simplExprF (Lam ...)
1038
1039         -- First deal with type applications and type lets
1040         --   (/\a. e) (Type ty)   and   (let a = Type ty in e)
1041 simplNonRecE env bndr (Type ty_arg, rhs_se) (bndrs, body) cont
1042   = ASSERT( isTyVar bndr )
1043     do  { ty_arg' <- simplType (rhs_se `setInScope` env) ty_arg
1044         ; simplLam (extendTvSubst env bndr ty_arg') bndrs body cont }
1045
1046 simplNonRecE env bndr (rhs, rhs_se) (bndrs, body) cont
1047   | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr rhs
1048   = do  { tick (PreInlineUnconditionally bndr)
1049         ; simplLam (extendIdSubst env bndr (mkContEx rhs_se rhs)) bndrs body cont }
1050
1051   | isStrictId bndr
1052   = do  { simplExprF (rhs_se `setFloats` env) rhs
1053                      (StrictBind bndr bndrs body env cont) }
1054
1055   | otherwise
1056   = ASSERT( not (isTyVar bndr) )
1057     do  { (env1, bndr1) <- simplNonRecBndr env bndr
1058         ; let (env2, bndr2) = addBndrRules env1 bndr bndr1
1059         ; env3 <- simplLazyBind env2 NotTopLevel NonRecursive bndr bndr2 rhs rhs_se
1060         ; simplLam env3 bndrs body cont }
1061 \end{code}
1062
1063
1064 %************************************************************************
1065 %*                                                                      *
1066 \subsection{Notes}
1067 %*                                                                      *
1068 %************************************************************************
1069
1070 \begin{code}
1071 -- Hack alert: we only distinguish subsumed cost centre stacks for the
1072 -- purposes of inlining.  All other CCCSs are mapped to currentCCS.
1073 simplNote :: SimplEnv -> Note -> CoreExpr -> SimplCont
1074           -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1075 simplNote env (SCC cc) e cont
1076   | pushCCisNop cc (getEnclosingCC env)  -- scc "f" (...(scc "f" e)...) 
1077   = simplExprF env e cont                -- ==>  scc "f" (...e...)
1078   | otherwise
1079   = do  { e' <- simplExpr (setEnclosingCC env currentCCS) e
1080         ; rebuild env (mkSCC cc e') cont }
1081
1082 simplNote env (CoreNote s) e cont
1083   = do { e' <- simplExpr env e
1084        ; rebuild env (Note (CoreNote s) e') cont }
1085 \end{code}
1086
1087
1088 %************************************************************************
1089 %*                                                                      *
1090 \subsection{Dealing with calls}
1091 %*                                                                      *
1092 %************************************************************************
1093
1094 \begin{code}
1095 simplVar :: SimplEnv -> Id -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1096 simplVar env var cont
1097   = case substId env var of
1098         DoneEx e         -> simplExprF (zapSubstEnv env) e cont
1099         ContEx tvs ids e -> simplExprF (setSubstEnv env tvs ids) e cont
1100         DoneId var1      -> completeCall env var1 cont
1101                 -- Note [zapSubstEnv]
1102                 -- The template is already simplified, so don't re-substitute.
1103                 -- This is VITAL.  Consider
1104                 --      let x = e in
1105                 --      let y = \z -> ...x... in
1106                 --      \ x -> ...y...
1107                 -- We'll clone the inner \x, adding x->x' in the id_subst
1108                 -- Then when we inline y, we must *not* replace x by x' in
1109                 -- the inlined copy!!
1110
1111 ---------------------------------------------------------
1112 --      Dealing with a call site
1113
1114 completeCall :: SimplEnv -> Id -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1115 completeCall env var cont
1116   = do  {   ------------- Try inlining ----------------
1117           dflags <- getDOptsSmpl
1118         ; let  (args,call_cont) = contArgs cont
1119                 -- The args are OutExprs, obtained by *lazily* substituting
1120                 -- in the args found in cont.  These args are only examined
1121                 -- to limited depth (unless a rule fires).  But we must do
1122                 -- the substitution; rule matching on un-simplified args would
1123                 -- be bogus
1124
1125                arg_infos  = [interestingArg arg | arg <- args, isValArg arg]
1126                n_val_args = length arg_infos
1127                interesting_cont = interestingCallContext call_cont
1128                unfolding    = activeUnfolding env var
1129                maybe_inline = callSiteInline dflags var unfolding
1130                                              (null args) arg_infos interesting_cont
1131         ; case maybe_inline of {
1132             Just unfolding      -- There is an inlining!
1133               ->  do { tick (UnfoldingDone var)
1134                      ; (if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
1135                            pprTrace ("Inlining done: " ++ showSDoc (ppr var)) (vcat [
1136                                 text "Before:" <+> ppr var <+> sep (map pprParendExpr args),
1137                                 text "Inlined fn: " <+> nest 2 (ppr unfolding),
1138                                 text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
1139                          else
1140                                 id)
1141                        simplExprF (zapSubstEnv env) unfolding cont }
1142
1143             ; Nothing -> do               -- No inlining!
1144
1145         { rule_base <- getSimplRules
1146         ; let info = mkArgInfo var (getRules rule_base var) n_val_args call_cont
1147         ; rebuildCall env info cont
1148     }}}
1149
1150 rebuildCall :: SimplEnv
1151             -> ArgInfo
1152             -> SimplCont
1153             -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1154 rebuildCall env (ArgInfo { ai_fun = fun, ai_args = rev_args, ai_strs = [] }) cont
1155   -- When we run out of strictness args, it means
1156   -- that the call is definitely bottom; see SimplUtils.mkArgInfo
1157   -- Then we want to discard the entire strict continuation.  E.g.
1158   --    * case (error "hello") of { ... }
1159   --    * (error "Hello") arg
1160   --    * f (error "Hello") where f is strict
1161   --    etc
1162   -- Then, especially in the first of these cases, we'd like to discard
1163   -- the continuation, leaving just the bottoming expression.  But the
1164   -- type might not be right, so we may have to add a coerce.
1165   | not (contIsTrivial cont)     -- Only do this if there is a non-trivial
1166   = return (env, mk_coerce res)  -- contination to discard, else we do it
1167   where                          -- again and again!
1168     res     = mkApps (Var fun) (reverse rev_args)
1169     res_ty  = exprType res
1170     cont_ty = contResultType env res_ty cont
1171     co      = mkUnsafeCoercion res_ty cont_ty
1172     mk_coerce expr | cont_ty `coreEqType` res_ty = expr
1173                    | otherwise = mkCoerce co expr
1174
1175 rebuildCall env info (ApplyTo _ (Type arg_ty) se cont)
1176   = do  { ty' <- simplCoercion (se `setInScope` env) arg_ty
1177         ; rebuildCall env (info `addArgTo` Type ty') cont }
1178
1179 rebuildCall env info@(ArgInfo { ai_encl = encl_rules
1180                               , ai_strs = str:strs, ai_discs = disc:discs })
1181             (ApplyTo _ arg arg_se cont)
1182   | str                 -- Strict argument
1183   = -- pprTrace "Strict Arg" (ppr arg $$ ppr (seIdSubst env) $$ ppr (seInScope env)) $
1184     simplExprF (arg_se `setFloats` env) arg
1185                (StrictArg info' cci cont)
1186                 -- Note [Shadowing]
1187
1188   | otherwise                           -- Lazy argument
1189         -- DO NOT float anything outside, hence simplExprC
1190         -- There is no benefit (unlike in a let-binding), and we'd
1191         -- have to be very careful about bogus strictness through
1192         -- floating a demanded let.
1193   = do  { arg' <- simplExprC (arg_se `setInScope` env) arg
1194                              (mkLazyArgStop cci)
1195         ; rebuildCall env (addArgTo info' arg') cont }
1196   where
1197     info' = info { ai_strs = strs, ai_discs = discs }
1198     cci | encl_rules || disc > 0 = ArgCtxt encl_rules  -- Be keener here
1199         | otherwise              = BoringCtxt          -- Nothing interesting
1200
1201 rebuildCall env (ArgInfo { ai_fun = fun, ai_args = rev_args, ai_rules = rules }) cont
1202   = do {  -- We've accumulated a simplified call in <fun,rev_args> 
1203           -- so try rewrite rules; see Note [RULEs apply to simplified arguments]
1204           -- See also Note [Rules for recursive functions]
1205         ; let args = reverse rev_args
1206               env' = zapSubstEnv env
1207         ; mb_rule <- tryRules env rules fun args cont
1208         ; case mb_rule of {
1209              Just (n_args, rule_rhs) -> simplExprF env' rule_rhs $
1210                                         pushArgs env' (drop n_args args) cont ;
1211                  -- n_args says how many args the rule consumed
1212            ; Nothing -> rebuild env (mkApps (Var fun) args) cont      -- No rules
1213     } }
1214 \end{code}
1215
1216 Note [RULES apply to simplified arguments]
1217 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1218 It's very desirable to try RULES once the arguments have been simplified, because
1219 doing so ensures that rule cascades work in one pass.  Consider
1220    {-# RULES g (h x) = k x
1221             f (k x) = x #-}
1222    ...f (g (h x))...
1223 Then we want to rewrite (g (h x)) to (k x) and only then try f's rules. If
1224 we match f's rules against the un-simplified RHS, it won't match.  This 
1225 makes a particularly big difference when superclass selectors are involved:
1226         op ($p1 ($p2 (df d)))
1227 We want all this to unravel in one sweeep.
1228
1229 Note [Shadowing]
1230 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1231 This part of the simplifier may break the no-shadowing invariant
1232 Consider
1233         f (...(\a -> e)...) (case y of (a,b) -> e')
1234 where f is strict in its second arg
1235 If we simplify the innermost one first we get (...(\a -> e)...)
1236 Simplifying the second arg makes us float the case out, so we end up with
1237         case y of (a,b) -> f (...(\a -> e)...) e'
1238 So the output does not have the no-shadowing invariant.  However, there is
1239 no danger of getting name-capture, because when the first arg was simplified
1240 we used an in-scope set that at least mentioned all the variables free in its
1241 static environment, and that is enough.
1242
1243 We can't just do innermost first, or we'd end up with a dual problem:
1244         case x of (a,b) -> f e (...(\a -> e')...)
1245
1246 I spent hours trying to recover the no-shadowing invariant, but I just could
1247 not think of an elegant way to do it.  The simplifier is already knee-deep in
1248 continuations.  We have to keep the right in-scope set around; AND we have
1249 to get the effect that finding (error "foo") in a strict arg position will
1250 discard the entire application and replace it with (error "foo").  Getting
1251 all this at once is TOO HARD!
1252
1253
1254 %************************************************************************
1255 %*                                                                      *
1256                 Rewrite rules
1257 %*                                                                      *
1258 %************************************************************************
1259
1260 \begin{code}
1261 tryRules :: SimplEnv -> [CoreRule]
1262          -> Id -> [OutExpr] -> SimplCont 
1263          -> SimplM (Maybe (Arity, CoreExpr))         -- The arity is the number of
1264                                                      -- args consumed by the rule
1265 tryRules env rules fn args call_cont
1266   | null rules
1267   = return Nothing
1268   | otherwise
1269   = do { dflags <- getDOptsSmpl
1270        ; case activeRule dflags env of {
1271            Nothing     -> return Nothing  ; -- No rules apply
1272            Just act_fn -> 
1273          case lookupRule act_fn (activeUnfInRule env) (getInScope env) fn args rules of {
1274            Nothing               -> return Nothing ;   -- No rule matches
1275            Just (rule, rule_rhs) ->
1276
1277              do { tick (RuleFired (ru_name rule))
1278                 ; (if dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags then
1279                      pprTrace "Rule fired" (vcat [
1280                         text "Rule:" <+> ftext (ru_name rule),
1281                         text "Before:" <+> ppr fn <+> sep (map pprParendExpr args),
1282                         text "After: " <+> pprCoreExpr rule_rhs,
1283                         text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
1284                    else
1285                         id)             $
1286                    return (Just (ruleArity rule, rule_rhs)) }}}}
1287 \end{code}
1288
1289 Note [Rules for recursive functions]
1290 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1291 You might think that we shouldn't apply rules for a loop breaker:
1292 doing so might give rise to an infinite loop, because a RULE is
1293 rather like an extra equation for the function:
1294      RULE:           f (g x) y = x+y
1295      Eqn:            f a     y = a-y
1296
1297 But it's too drastic to disable rules for loop breakers.
1298 Even the foldr/build rule would be disabled, because foldr
1299 is recursive, and hence a loop breaker:
1300      foldr k z (build g) = g k z
1301 So it's up to the programmer: rules can cause divergence
1302
1303
1304 %************************************************************************
1305 %*                                                                      *
1306                 Rebuilding a cse expression
1307 %*                                                                      *
1308 %************************************************************************
1309
1310 Note [Case elimination]
1311 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1312 The case-elimination transformation discards redundant case expressions.
1313 Start with a simple situation:
1314
1315         case x# of      ===>   e[x#/y#]
1316           y# -> e
1317
1318 (when x#, y# are of primitive type, of course).  We can't (in general)
1319 do this for algebraic cases, because we might turn bottom into
1320 non-bottom!
1321
1322 The code in SimplUtils.prepareAlts has the effect of generalise this
1323 idea to look for a case where we're scrutinising a variable, and we
1324 know that only the default case can match.  For example:
1325
1326         case x of
1327           0#      -> ...
1328           DEFAULT -> ...(case x of
1329                          0#      -> ...
1330                          DEFAULT -> ...) ...
1331
1332 Here the inner case is first trimmed to have only one alternative, the
1333 DEFAULT, after which it's an instance of the previous case.  This
1334 really only shows up in eliminating error-checking code.
1335
1336 We also make sure that we deal with this very common case:
1337
1338         case e of
1339           x -> ...x...
1340
1341 Here we are using the case as a strict let; if x is used only once
1342 then we want to inline it.  We have to be careful that this doesn't
1343 make the program terminate when it would have diverged before, so we
1344 check that
1345         - e is already evaluated (it may so if e is a variable)
1346         - x is used strictly, or
1347
1348 Lastly, the code in SimplUtils.mkCase combines identical RHSs.  So
1349
1350         case e of       ===> case e of DEFAULT -> r
1351            True  -> r
1352            False -> r
1353
1354 Now again the case may be elminated by the CaseElim transformation.
1355
1356
1357 Further notes about case elimination
1358 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1359 Consider:       test :: Integer -> IO ()
1360                 test = print
1361
1362 Turns out that this compiles to:
1363     Print.test
1364       = \ eta :: Integer
1365           eta1 :: State# RealWorld ->
1366           case PrelNum.< eta PrelNum.zeroInteger of wild { __DEFAULT ->
1367           case hPutStr stdout
1368                  (PrelNum.jtos eta ($w[] @ Char))
1369                  eta1
1370           of wild1 { (# new_s, a4 #) -> PrelIO.lvl23 new_s  }}
1371
1372 Notice the strange '<' which has no effect at all. This is a funny one.
1373 It started like this:
1374
1375 f x y = if x < 0 then jtos x
1376           else if y==0 then "" else jtos x
1377
1378 At a particular call site we have (f v 1).  So we inline to get
1379
1380         if v < 0 then jtos x
1381         else if 1==0 then "" else jtos x
1382
1383 Now simplify the 1==0 conditional:
1384
1385         if v<0 then jtos v else jtos v
1386
1387 Now common-up the two branches of the case:
1388
1389         case (v<0) of DEFAULT -> jtos v
1390
1391 Why don't we drop the case?  Because it's strict in v.  It's technically
1392 wrong to drop even unnecessary evaluations, and in practice they
1393 may be a result of 'seq' so we *definitely* don't want to drop those.
1394 I don't really know how to improve this situation.
1395
1396 \begin{code}
1397 ---------------------------------------------------------
1398 --      Eliminate the case if possible
1399
1400 rebuildCase, reallyRebuildCase
1401    :: SimplEnv
1402    -> OutExpr          -- Scrutinee
1403    -> InId             -- Case binder
1404    -> [InAlt]          -- Alternatives (inceasing order)
1405    -> SimplCont
1406    -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1407
1408 --------------------------------------------------
1409 --      1. Eliminate the case if there's a known constructor
1410 --------------------------------------------------
1411
1412 rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1413   | Lit lit <- scrut    -- No need for same treatment as constructors
1414                         -- because literals are inlined more vigorously
1415   = do  { tick (KnownBranch case_bndr)
1416         ; case findAlt (LitAlt lit) alts of
1417             Nothing           -> missingAlt env case_bndr alts cont
1418             Just (_, bs, rhs) -> simple_rhs bs rhs }
1419
1420   | Just (con, ty_args, other_args) <- exprIsConApp_maybe (activeUnfInRule env) scrut
1421         -- Works when the scrutinee is a variable with a known unfolding
1422         -- as well as when it's an explicit constructor application
1423   = do  { tick (KnownBranch case_bndr)
1424         ; case findAlt (DataAlt con) alts of
1425             Nothing  -> missingAlt env case_bndr alts cont
1426             Just (DEFAULT, bs, rhs) -> simple_rhs bs rhs
1427             Just (_, bs, rhs)       -> knownCon env scrut con ty_args other_args 
1428                                                 case_bndr bs rhs cont
1429         }
1430   where
1431     simple_rhs bs rhs = ASSERT( null bs ) 
1432                         do { env' <- simplNonRecX env case_bndr scrut
1433                            ; simplExprF env' rhs cont }
1434
1435
1436 --------------------------------------------------
1437 --      2. Eliminate the case if scrutinee is evaluated
1438 --------------------------------------------------
1439
1440 rebuildCase env scrut case_bndr [(_, bndrs, rhs)] cont
1441   -- See if we can get rid of the case altogether
1442   -- See Note [Case eliminiation] 
1443   -- mkCase made sure that if all the alternatives are equal,
1444   -- then there is now only one (DEFAULT) rhs
1445  | all isDeadBinder bndrs       -- bndrs are [InId]
1446
1447         -- Check that the scrutinee can be let-bound instead of case-bound
1448  , exprOkForSpeculation scrut
1449                 -- OK not to evaluate it
1450                 -- This includes things like (==# a# b#)::Bool
1451                 -- so that we simplify
1452                 --      case ==# a# b# of { True -> x; False -> x }
1453                 -- to just
1454                 --      x
1455                 -- This particular example shows up in default methods for
1456                 -- comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
1457         || exprIsHNF scrut                      -- It's already evaluated
1458         || var_demanded_later scrut             -- It'll be demanded later
1459
1460 --      || not opt_SimplPedanticBottoms)        -- Or we don't care!
1461 --      We used to allow improving termination by discarding cases, unless -fpedantic-bottoms was on,
1462 --      but that breaks badly for the dataToTag# primop, which relies on a case to evaluate
1463 --      its argument:  case x of { y -> dataToTag# y }
1464 --      Here we must *not* discard the case, because dataToTag# just fetches the tag from
1465 --      the info pointer.  So we'll be pedantic all the time, and see if that gives any
1466 --      other problems
1467 --      Also we don't want to discard 'seq's
1468   = do  { tick (CaseElim case_bndr)
1469         ; env' <- simplNonRecX env case_bndr scrut
1470         ; simplExprF env' rhs cont }
1471   where
1472         -- The case binder is going to be evaluated later,
1473         -- and the scrutinee is a simple variable
1474     var_demanded_later (Var v) = isStrictDmd (idDemandInfo case_bndr)
1475                                  && not (isTickBoxOp v)
1476                                     -- ugly hack; covering this case is what
1477                                     -- exprOkForSpeculation was intended for.
1478     var_demanded_later _       = False
1479
1480 --------------------------------------------------
1481 --      3. Try seq rules; see Note [User-defined RULES for seq] in MkId
1482 --------------------------------------------------
1483
1484 rebuildCase env scrut case_bndr alts@[(_, bndrs, rhs)] cont
1485   | all isDeadBinder (case_bndr : bndrs)  -- So this is just 'seq'
1486   = do { let rhs' = substExpr env rhs
1487              out_args = [Type (substTy env (idType case_bndr)), 
1488                          Type (exprType rhs'), scrut, rhs']
1489                       -- Lazily evaluated, so we don't do most of this
1490
1491        ; rule_base <- getSimplRules
1492        ; mb_rule <- tryRules env (getRules rule_base seqId) seqId out_args cont
1493        ; case mb_rule of 
1494            Just (n_args, res) -> simplExprF (zapSubstEnv env) 
1495                                             (mkApps res (drop n_args out_args))
1496                                             cont
1497            Nothing -> reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont }
1498
1499 rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1500   = reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1501
1502 --------------------------------------------------
1503 --      3. Catch-all case
1504 --------------------------------------------------
1505
1506 reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1507   = do  {       -- Prepare the continuation;
1508                 -- The new subst_env is in place
1509           (env', dup_cont, nodup_cont) <- prepareCaseCont env alts cont
1510
1511         -- Simplify the alternatives
1512         ; (scrut', case_bndr', alts') <- simplAlts env' scrut case_bndr alts dup_cont
1513
1514         -- Check for empty alternatives
1515         ; if null alts' then missingAlt env case_bndr alts cont
1516           else do
1517         { dflags <- getDOptsSmpl
1518         ; case_expr <- mkCase dflags scrut' case_bndr' alts'
1519
1520         -- Notice that rebuild gets the in-scope set from env', not alt_env
1521         -- (which in any case is only build in simplAlts)
1522         -- The case binder *not* scope over the whole returned case-expression
1523         ; rebuild env' case_expr nodup_cont } }
1524 \end{code}
1525
1526 simplCaseBinder checks whether the scrutinee is a variable, v.  If so,
1527 try to eliminate uses of v in the RHSs in favour of case_bndr; that
1528 way, there's a chance that v will now only be used once, and hence
1529 inlined.
1530
1531 Historical note: we use to do the "case binder swap" in the Simplifier
1532 so there were additional complications if the scrutinee was a variable.
1533 Now the binder-swap stuff is done in the occurrence analyer; see
1534 OccurAnal Note [Binder swap].
1535
1536 Note [zapOccInfo]
1537 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
1538 If the case binder is not dead, then neither are the pattern bound
1539 variables:  
1540         case <any> of x { (a,b) ->
1541         case x of { (p,q) -> p } }
1542 Here (a,b) both look dead, but come alive after the inner case is eliminated.
1543 The point is that we bring into the envt a binding
1544         let x = (a,b)
1545 after the outer case, and that makes (a,b) alive.  At least we do unless
1546 the case binder is guaranteed dead.
1547
1548 In practice, the scrutinee is almost always a variable, so we pretty
1549 much always zap the OccInfo of the binders.  It doesn't matter much though.
1550
1551
1552 Note [Case of cast]
1553 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1554 Consider        case (v `cast` co) of x { I# y ->
1555                 ... (case (v `cast` co) of {...}) ...
1556 We'd like to eliminate the inner case.  We can get this neatly by
1557 arranging that inside the outer case we add the unfolding
1558         v |-> x `cast` (sym co)
1559 to v.  Then we should inline v at the inner case, cancel the casts, and away we go
1560
1561 Note [Improving seq]
1562 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1563 Consider
1564         type family F :: * -> *
1565         type instance F Int = Int
1566
1567         ... case e of x { DEFAULT -> rhs } ...
1568
1569 where x::F Int.  Then we'd like to rewrite (F Int) to Int, getting
1570
1571         case e `cast` co of x'::Int
1572            I# x# -> let x = x' `cast` sym co
1573                     in rhs
1574
1575 so that 'rhs' can take advantage of the form of x'.  
1576
1577 Notice that Note [Case of cast] may then apply to the result. 
1578
1579 Nota Bene: We only do the [Improving seq] transformation if the 
1580 case binder 'x' is actually used in the rhs; that is, if the case 
1581 is *not* a *pure* seq.  
1582   a) There is no point in adding the cast to a pure seq.
1583   b) There is a good reason not to: doing so would interfere 
1584      with seq rules (Note [Built-in RULES for seq] in MkId).
1585      In particular, this [Improving seq] thing *adds* a cast
1586      while [Built-in RULES for seq] *removes* one, so they
1587      just flip-flop.
1588
1589 You might worry about 
1590    case v of x { __DEFAULT ->
1591       ... case (v `cast` co) of y { I# -> ... }}
1592 This is a pure seq (since x is unused), so [Improving seq] won't happen.
1593 But it's ok: the simplifier will replace 'v' by 'x' in the rhs to get
1594    case v of x { __DEFAULT ->
1595       ... case (x `cast` co) of y { I# -> ... }}
1596 Now the outer case is not a pure seq, so [Improving seq] will happen,
1597 and then the inner case will disappear.
1598
1599 The need for [Improving seq] showed up in Roman's experiments.  Example:
1600   foo :: F Int -> Int -> Int
1601   foo t n = t `seq` bar n
1602      where
1603        bar 0 = 0
1604        bar n = bar (n - case t of TI i -> i)
1605 Here we'd like to avoid repeated evaluating t inside the loop, by
1606 taking advantage of the `seq`.
1607
1608 At one point I did transformation in LiberateCase, but it's more
1609 robust here.  (Otherwise, there's a danger that we'll simply drop the
1610 'seq' altogether, before LiberateCase gets to see it.)
1611
1612 \begin{code}
1613 simplAlts :: SimplEnv
1614           -> OutExpr
1615           -> InId                       -- Case binder
1616           -> [InAlt]                    -- Non-empty
1617           -> SimplCont
1618           -> SimplM (OutExpr, OutId, [OutAlt])  -- Includes the continuation
1619 -- Like simplExpr, this just returns the simplified alternatives;
1620 -- it does not return an environment
1621
1622 simplAlts env scrut case_bndr alts cont'
1623   = -- pprTrace "simplAlts" (ppr alts $$ ppr (seIdSubst env)) $
1624     do  { let env0 = zapFloats env
1625
1626         ; (env1, case_bndr1) <- simplBinder env0 case_bndr
1627
1628         ; fam_envs <- getFamEnvs
1629         ; (alt_env', scrut', case_bndr') <- improveSeq fam_envs env1 scrut 
1630                                                        case_bndr case_bndr1 alts
1631
1632         ; (imposs_deflt_cons, in_alts) <- prepareAlts scrut' case_bndr' alts
1633
1634         ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' imposs_deflt_cons case_bndr' cont') in_alts
1635         ; return (scrut', case_bndr', alts') }
1636
1637
1638 ------------------------------------
1639 improveSeq :: (FamInstEnv, FamInstEnv) -> SimplEnv
1640            -> OutExpr -> InId -> OutId -> [InAlt]
1641            -> SimplM (SimplEnv, OutExpr, OutId)
1642 -- Note [Improving seq]
1643 improveSeq fam_envs env scrut case_bndr case_bndr1 [(DEFAULT,_,_)]
1644   | not (isDeadBinder case_bndr)        -- Not a pure seq!  See the Note!
1645   , Just (co, ty2) <- topNormaliseType fam_envs (idType case_bndr1)
1646   = do { case_bndr2 <- newId (fsLit "nt") ty2
1647         ; let rhs  = DoneEx (Var case_bndr2 `Cast` mkSymCoercion co)
1648               env2 = extendIdSubst env case_bndr rhs
1649         ; return (env2, scrut `Cast` co, case_bndr2) }
1650
1651 improveSeq _ env scrut _ case_bndr1 _
1652   = return (env, scrut, case_bndr1)
1653
1654
1655 ------------------------------------
1656 simplAlt :: SimplEnv
1657          -> [AltCon]    -- These constructors can't be present when
1658                         -- matching the DEFAULT alternative
1659          -> OutId       -- The case binder
1660          -> SimplCont
1661          -> InAlt
1662          -> SimplM OutAlt
1663
1664 simplAlt env imposs_deflt_cons case_bndr' cont' (DEFAULT, bndrs, rhs)
1665   = ASSERT( null bndrs )
1666     do  { let env' = addBinderOtherCon env case_bndr' imposs_deflt_cons
1667                 -- Record the constructors that the case-binder *can't* be.
1668         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
1669         ; return (DEFAULT, [], rhs') }
1670
1671 simplAlt env _ case_bndr' cont' (LitAlt lit, bndrs, rhs)
1672   = ASSERT( null bndrs )
1673     do  { let env' = addBinderUnfolding env case_bndr' (Lit lit)
1674         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
1675         ; return (LitAlt lit, [], rhs') }
1676
1677 simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
1678   = do  {       -- Deal with the pattern-bound variables
1679                 -- Mark the ones that are in ! positions in the
1680                 -- data constructor as certainly-evaluated.
1681                 -- NB: simplLamBinders preserves this eval info
1682           let vs_with_evals = add_evals (dataConRepStrictness con)
1683         ; (env', vs') <- simplLamBndrs env vs_with_evals
1684
1685                 -- Bind the case-binder to (con args)
1686         ; let inst_tys' = tyConAppArgs (idType case_bndr')
1687               con_args  = map Type inst_tys' ++ varsToCoreExprs vs'
1688               env''     = addBinderUnfolding env' case_bndr'
1689                                              (mkConApp con con_args)
1690
1691         ; rhs' <- simplExprC env'' rhs cont'
1692         ; return (DataAlt con, vs', rhs') }
1693   where
1694         -- add_evals records the evaluated-ness of the bound variables of
1695         -- a case pattern.  This is *important*.  Consider
1696         --      data T = T !Int !Int
1697         --
1698         --      case x of { T a b -> T (a+1) b }
1699         --
1700         -- We really must record that b is already evaluated so that we don't
1701         -- go and re-evaluate it when constructing the result.
1702         -- See Note [Data-con worker strictness] in MkId.lhs
1703     add_evals the_strs
1704         = go vs the_strs
1705         where
1706           go [] [] = []
1707           go (v:vs') strs | isTyVar v = v : go vs' strs
1708           go (v:vs') (str:strs)
1709             | isMarkedStrict str = evald_v  : go vs' strs
1710             | otherwise          = zapped_v : go vs' strs
1711             where
1712               zapped_v = zap_occ_info v
1713               evald_v  = zapped_v `setIdUnfolding` evaldUnfolding
1714           go _ _ = pprPanic "cat_evals" (ppr con $$ ppr vs $$ ppr the_strs)
1715
1716         -- See Note [zapOccInfo]
1717         -- zap_occ_info: if the case binder is alive, then we add the unfolding
1718         --      case_bndr = C vs
1719         -- to the envt; so vs are now very much alive
1720         -- Note [Aug06] I can't see why this actually matters, but it's neater
1721         --        case e of t { (a,b) -> ...(case t of (p,q) -> p)... }
1722         --   ==>  case e of t { (a,b) -> ...(a)... }
1723         -- Look, Ma, a is alive now.
1724     zap_occ_info = zapCasePatIdOcc case_bndr'
1725
1726 addBinderUnfolding :: SimplEnv -> Id -> CoreExpr -> SimplEnv
1727 addBinderUnfolding env bndr rhs
1728   = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkUnfolding False False rhs)
1729
1730 addBinderOtherCon :: SimplEnv -> Id -> [AltCon] -> SimplEnv
1731 addBinderOtherCon env bndr cons
1732   = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkOtherCon cons)
1733
1734 zapCasePatIdOcc :: Id -> Id -> Id
1735 -- Consider  case e of b { (a,b) -> ... }
1736 -- Then if we bind b to (a,b) in "...", and b is not dead,
1737 -- then we must zap the deadness info on a,b
1738 zapCasePatIdOcc case_bndr
1739   | isDeadBinder case_bndr = \ pat_id -> pat_id
1740   | otherwise              = \ pat_id -> zapIdOccInfo pat_id
1741 \end{code}
1742
1743
1744 %************************************************************************
1745 %*                                                                      *
1746 \subsection{Known constructor}
1747 %*                                                                      *
1748 %************************************************************************
1749
1750 We are a bit careful with occurrence info.  Here's an example
1751
1752         (\x* -> case x of (a*, b) -> f a) (h v, e)
1753
1754 where the * means "occurs once".  This effectively becomes
1755         case (h v, e) of (a*, b) -> f a)
1756 and then
1757         let a* = h v; b = e in f a
1758 and then
1759         f (h v)
1760
1761 All this should happen in one sweep.
1762
1763 \begin{code}
1764 knownCon :: SimplEnv            
1765          -> OutExpr                             -- The scrutinee
1766          -> DataCon -> [OutType] -> [OutExpr]   -- The scrutinee (in pieces)
1767          -> InId -> [InBndr] -> InExpr          -- The alternative
1768          -> SimplCont
1769          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1770
1771 knownCon env scrut dc dc_ty_args dc_args bndr bs rhs cont
1772   = do  { env' <- bind_args env bs dc_args
1773         ; let
1774                 -- It's useful to bind bndr to scrut, rather than to a fresh
1775                 -- binding      x = Con arg1 .. argn
1776                 -- because very often the scrut is a variable, so we avoid
1777                 -- creating, and then subsequently eliminating, a let-binding
1778                 -- BUT, if scrut is a not a variable, we must be careful
1779                 -- about duplicating the arg redexes; in that case, make
1780                 -- a new con-app from the args
1781                 bndr_rhs | exprIsTrivial scrut = scrut
1782                          | otherwise           = con_app
1783                 con_app = Var (dataConWorkId dc) 
1784                           `mkTyApps` dc_ty_args
1785                           `mkApps`   [substExpr env' (varToCoreExpr b) | b <- bs]
1786                          -- dc_ty_args are aready OutTypes, but bs are InBndrs
1787
1788         ; env'' <- simplNonRecX env' bndr bndr_rhs
1789         ; simplExprF env'' rhs cont }
1790   where
1791     zap_occ = zapCasePatIdOcc bndr    -- bndr is an InId
1792
1793                   -- Ugh!
1794     bind_args env' [] _  = return env'
1795
1796     bind_args env' (b:bs') (Type ty : args)
1797       = ASSERT( isTyVar b )
1798         bind_args (extendTvSubst env' b ty) bs' args
1799
1800     bind_args env' (b:bs') (arg : args)
1801       = ASSERT( isId b )
1802         do { let b' = zap_occ b
1803              -- Note that the binder might be "dead", because it doesn't
1804              -- occur in the RHS; and simplNonRecX may therefore discard
1805              -- it via postInlineUnconditionally.
1806              -- Nevertheless we must keep it if the case-binder is alive,
1807              -- because it may be used in the con_app.  See Note [zapOccInfo]
1808            ; env'' <- simplNonRecX env' b' arg
1809            ; bind_args env'' bs' args }
1810
1811     bind_args _ _ _ =
1812       pprPanic "bind_args" $ ppr dc $$ ppr bs $$ ppr dc_args $$
1813                              text "scrut:" <+> ppr scrut
1814
1815 -------------------
1816 missingAlt :: SimplEnv -> Id -> [InAlt] -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1817                 -- This isn't strictly an error, although it is unusual. 
1818                 -- It's possible that the simplifer might "see" that 
1819                 -- an inner case has no accessible alternatives before 
1820                 -- it "sees" that the entire branch of an outer case is 
1821                 -- inaccessible.  So we simply put an error case here instead.
1822 missingAlt env case_bndr alts cont
1823   = WARN( True, ptext (sLit "missingAlt") <+> ppr case_bndr )
1824     return (env, mkImpossibleExpr res_ty)
1825   where
1826     res_ty = contResultType env (substTy env (coreAltsType alts)) cont
1827 \end{code}
1828
1829
1830 %************************************************************************
1831 %*                                                                      *
1832 \subsection{Duplicating continuations}
1833 %*                                                                      *
1834 %************************************************************************
1835
1836 \begin{code}
1837 prepareCaseCont :: SimplEnv
1838                 -> [InAlt] -> SimplCont
1839                 -> SimplM (SimplEnv, SimplCont,SimplCont)
1840                         -- Return a duplicatable continuation, a non-duplicable part
1841                         -- plus some extra bindings (that scope over the entire
1842                         -- continunation)
1843
1844         -- No need to make it duplicatable if there's only one alternative
1845 prepareCaseCont env [_] cont = return (env, cont, mkBoringStop)
1846 prepareCaseCont env _   cont = mkDupableCont env cont
1847 \end{code}
1848
1849 \begin{code}
1850 mkDupableCont :: SimplEnv -> SimplCont
1851               -> SimplM (SimplEnv, SimplCont, SimplCont)
1852
1853 mkDupableCont env cont
1854   | contIsDupable cont
1855   = return (env, cont, mkBoringStop)
1856
1857 mkDupableCont _   (Stop {}) = panic "mkDupableCont"     -- Handled by previous eqn
1858
1859 mkDupableCont env (CoerceIt ty cont)
1860   = do  { (env', dup, nodup) <- mkDupableCont env cont
1861         ; return (env', CoerceIt ty dup, nodup) }
1862
1863 mkDupableCont env cont@(StrictBind {})
1864   =  return (env, mkBoringStop, cont)
1865         -- See Note [Duplicating StrictBind]
1866
1867 mkDupableCont env (StrictArg info cci cont)
1868         -- See Note [Duplicating StrictArg]
1869   = do { (env', dup, nodup) <- mkDupableCont env cont
1870        ; (env'', args')     <- mapAccumLM makeTrivial env' (ai_args info)
1871        ; return (env'', StrictArg (info { ai_args = args' }) cci dup, nodup) }
1872
1873 mkDupableCont env (ApplyTo _ arg se cont)
1874   =     -- e.g.         [...hole...] (...arg...)
1875         --      ==>
1876         --              let a = ...arg...
1877         --              in [...hole...] a
1878     do  { (env', dup_cont, nodup_cont) <- mkDupableCont env cont
1879         ; arg' <- simplExpr (se `setInScope` env') arg
1880         ; (env'', arg'') <- makeTrivial env' arg'
1881         ; let app_cont = ApplyTo OkToDup arg'' (zapSubstEnv env'') dup_cont
1882         ; return (env'', app_cont, nodup_cont) }
1883
1884 mkDupableCont env cont@(Select _ case_bndr [(_, bs, _rhs)] _ _)
1885 --  See Note [Single-alternative case]
1886 --  | not (exprIsDupable rhs && contIsDupable case_cont)
1887 --  | not (isDeadBinder case_bndr)
1888   | all isDeadBinder bs  -- InIds
1889     && not (isUnLiftedType (idType case_bndr))
1890     -- Note [Single-alternative-unlifted]
1891   = return (env, mkBoringStop, cont)
1892
1893 mkDupableCont env (Select _ case_bndr alts se cont)
1894   =     -- e.g.         (case [...hole...] of { pi -> ei })
1895         --      ===>
1896         --              let ji = \xij -> ei
1897         --              in case [...hole...] of { pi -> ji xij }
1898     do  { tick (CaseOfCase case_bndr)
1899         ; (env', dup_cont, nodup_cont) <- mkDupableCont env cont
1900                 -- NB: call mkDupableCont here, *not* prepareCaseCont
1901                 -- We must make a duplicable continuation, whereas prepareCaseCont
1902                 -- doesn't when there is a single case branch
1903
1904         ; let alt_env = se `setInScope` env'
1905         ; (alt_env', case_bndr') <- simplBinder alt_env case_bndr
1906         ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' [] case_bndr' dup_cont) alts
1907         -- Safe to say that there are no handled-cons for the DEFAULT case
1908                 -- NB: simplBinder does not zap deadness occ-info, so
1909                 -- a dead case_bndr' will still advertise its deadness
1910                 -- This is really important because in
1911                 --      case e of b { (# p,q #) -> ... }
1912                 -- b is always dead, and indeed we are not allowed to bind b to (# p,q #),
1913                 -- which might happen if e was an explicit unboxed pair and b wasn't marked dead.
1914                 -- In the new alts we build, we have the new case binder, so it must retain
1915                 -- its deadness.
1916         -- NB: we don't use alt_env further; it has the substEnv for
1917         --     the alternatives, and we don't want that
1918
1919         ; (env'', alts'') <- mkDupableAlts env' case_bndr' alts'
1920         ; return (env'',  -- Note [Duplicated env]
1921                   Select OkToDup case_bndr' alts'' (zapSubstEnv env'') mkBoringStop,
1922                   nodup_cont) }
1923
1924
1925 mkDupableAlts :: SimplEnv -> OutId -> [InAlt]
1926               -> SimplM (SimplEnv, [InAlt])
1927 -- Absorbs the continuation into the new alternatives
1928
1929 mkDupableAlts env case_bndr' the_alts
1930   = go env the_alts
1931   where
1932     go env0 [] = return (env0, [])
1933     go env0 (alt:alts)
1934         = do { (env1, alt') <- mkDupableAlt env0 case_bndr' alt
1935              ; (env2, alts') <- go env1 alts
1936              ; return (env2, alt' : alts' ) }
1937
1938 mkDupableAlt :: SimplEnv -> OutId -> (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr)
1939               -> SimplM (SimplEnv, (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr))
1940 mkDupableAlt env case_bndr (con, bndrs', rhs')
1941   | exprIsDupable rhs'  -- Note [Small alternative rhs]
1942   = return (env, (con, bndrs', rhs'))
1943   | otherwise
1944   = do  { let rhs_ty'  = exprType rhs'
1945               scrut_ty = idType case_bndr
1946               case_bndr_w_unf   
1947                 = case con of 
1948                       DEFAULT    -> case_bndr                                   
1949                       DataAlt dc -> setIdUnfolding case_bndr unf
1950                           where
1951                                  -- See Note [Case binders and join points]
1952                              unf = mkInlineRule needSaturated rhs 0
1953                              rhs = mkConApp dc (map Type (tyConAppArgs scrut_ty)
1954                                                 ++ varsToCoreExprs bndrs')
1955
1956                       LitAlt {} -> WARN( True, ptext (sLit "mkDupableAlt")
1957                                                 <+> ppr case_bndr <+> ppr con )
1958                                    case_bndr
1959                            -- The case binder is alive but trivial, so why has 
1960                            -- it not been substituted away?
1961
1962               used_bndrs' | isDeadBinder case_bndr = filter abstract_over bndrs'
1963                           | otherwise              = bndrs' ++ [case_bndr_w_unf]
1964               
1965               abstract_over bndr
1966                   | isTyVar bndr = True -- Abstract over all type variables just in case
1967                   | otherwise    = not (isDeadBinder bndr)
1968                         -- The deadness info on the new Ids is preserved by simplBinders
1969
1970         ; (final_bndrs', final_args)    -- Note [Join point abstraction]
1971                 <- if (any isId used_bndrs')
1972                    then return (used_bndrs', varsToCoreExprs used_bndrs')
1973                     else do { rw_id <- newId (fsLit "w") realWorldStatePrimTy
1974                             ; return ([rw_id], [Var realWorldPrimId]) }
1975
1976         ; join_bndr <- newId (fsLit "$j") (mkPiTypes final_bndrs' rhs_ty')
1977                 -- Note [Funky mkPiTypes]
1978
1979         ; let   -- We make the lambdas into one-shot-lambdas.  The
1980                 -- join point is sure to be applied at most once, and doing so
1981                 -- prevents the body of the join point being floated out by
1982                 -- the full laziness pass
1983                 really_final_bndrs     = map one_shot final_bndrs'
1984                 one_shot v | isId v    = setOneShotLambda v
1985                            | otherwise = v
1986                 join_rhs  = mkLams really_final_bndrs rhs'
1987                 join_call = mkApps (Var join_bndr) final_args
1988
1989         ; env' <- addPolyBind NotTopLevel env (NonRec join_bndr join_rhs)
1990         ; return (env', (con, bndrs', join_call)) }
1991                 -- See Note [Duplicated env]
1992 \end{code}
1993
1994 Note [Case binders and join points]
1995 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1996 Consider this 
1997    case (case .. ) of c {
1998      I# c# -> ....c....
1999
2000 If we make a join point with c but not c# we get
2001   $j = \c -> ....c....
2002
2003 But if later inlining scrutines the c, thus
2004
2005   $j = \c -> ... case c of { I# y -> ... } ...
2006
2007 we won't see that 'c' has already been scrutinised.  This actually
2008 happens in the 'tabulate' function in wave4main, and makes a significant
2009 difference to allocation.
2010
2011 An alternative plan is this:
2012
2013    $j = \c# -> let c = I# c# in ...c....
2014
2015 but that is bad if 'c' is *not* later scrutinised.  
2016
2017 So instead we do both: we pass 'c' and 'c#' , and record in c's inlining
2018 that it's really I# c#, thus
2019    
2020    $j = \c# -> \c[=I# c#] -> ...c....
2021
2022 Absence analysis may later discard 'c'.
2023
2024    
2025 Note [Duplicated env]
2026 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2027 Some of the alternatives are simplified, but have not been turned into a join point
2028 So they *must* have an zapped subst-env.  So we can't use completeNonRecX to
2029 bind the join point, because it might to do PostInlineUnconditionally, and
2030 we'd lose that when zapping the subst-env.  We could have a per-alt subst-env,
2031 but zapping it (as we do in mkDupableCont, the Select case) is safe, and
2032 at worst delays the join-point inlining.
2033
2034 Note [Small alternative rhs]
2035 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2036 It is worth checking for a small RHS because otherwise we
2037 get extra let bindings that may cause an extra iteration of the simplifier to
2038 inline back in place.  Quite often the rhs is just a variable or constructor.
2039 The Ord instance of Maybe in PrelMaybe.lhs, for example, took several extra
2040 iterations because the version with the let bindings looked big, and so wasn't
2041 inlined, but after the join points had been inlined it looked smaller, and so
2042 was inlined.
2043
2044 NB: we have to check the size of rhs', not rhs.
2045 Duplicating a small InAlt might invalidate occurrence information
2046 However, if it *is* dupable, we return the *un* simplified alternative,
2047 because otherwise we'd need to pair it up with an empty subst-env....
2048 but we only have one env shared between all the alts.
2049 (Remember we must zap the subst-env before re-simplifying something).
2050 Rather than do this we simply agree to re-simplify the original (small) thing later.
2051
2052 Note [Funky mkPiTypes]
2053 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2054 Notice the funky mkPiTypes.  If the contructor has existentials
2055 it's possible that the join point will be abstracted over
2056 type varaibles as well as term variables.
2057  Example:  Suppose we have
2058         data T = forall t.  C [t]
2059  Then faced with
2060         case (case e of ...) of
2061             C t xs::[t] -> rhs
2062  We get the join point
2063         let j :: forall t. [t] -> ...
2064             j = /\t \xs::[t] -> rhs
2065         in
2066         case (case e of ...) of
2067             C t xs::[t] -> j t xs
2068
2069 Note [Join point abstaction]
2070 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2071 If we try to lift a primitive-typed something out
2072 for let-binding-purposes, we will *caseify* it (!),
2073 with potentially-disastrous strictness results.  So
2074 instead we turn it into a function: \v -> e
2075 where v::State# RealWorld#.  The value passed to this function
2076 is realworld#, which generates (almost) no code.
2077
2078 There's a slight infelicity here: we pass the overall
2079 case_bndr to all the join points if it's used in *any* RHS,
2080 because we don't know its usage in each RHS separately
2081
2082 We used to say "&& isUnLiftedType rhs_ty'" here, but now
2083 we make the join point into a function whenever used_bndrs'
2084 is empty.  This makes the join-point more CPR friendly.
2085 Consider:       let j = if .. then I# 3 else I# 4
2086                 in case .. of { A -> j; B -> j; C -> ... }
2087
2088 Now CPR doesn't w/w j because it's a thunk, so
2089 that means that the enclosing function can't w/w either,
2090 which is a lose.  Here's the example that happened in practice:
2091         kgmod :: Int -> Int -> Int
2092         kgmod x y = if x > 0 && y < 0 || x < 0 && y > 0
2093                     then 78
2094                     else 5
2095
2096 I have seen a case alternative like this:
2097         True -> \v -> ...
2098 It's a bit silly to add the realWorld dummy arg in this case, making
2099         $j = \s v -> ...
2100            True -> $j s
2101 (the \v alone is enough to make CPR happy) but I think it's rare
2102
2103 Note [Duplicating StrictArg]
2104 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2105 The original plan had (where E is a big argument)
2106 e.g.    f E [..hole..]
2107         ==>     let $j = \a -> f E a
2108                 in $j [..hole..]
2109
2110 But this is terrible! Here's an example:
2111         && E (case x of { T -> F; F -> T })
2112 Now, && is strict so we end up simplifying the case with
2113 an ArgOf continuation.  If we let-bind it, we get
2114         let $j = \v -> && E v
2115         in simplExpr (case x of { T -> F; F -> T })
2116                      (ArgOf (\r -> $j r)
2117 And after simplifying more we get
2118         let $j = \v -> && E v
2119         in case x of { T -> $j F; F -> $j T }
2120 Which is a Very Bad Thing
2121
2122 What we do now is this
2123         f E [..hole..]
2124         ==>     let a = E
2125                 in f a [..hole..]
2126 Now if the thing in the hole is a case expression (which is when
2127 we'll call mkDupableCont), we'll push the function call into the
2128 branches, which is what we want.  Now RULES for f may fire, and
2129 call-pattern specialisation.  Here's an example from Trac #3116
2130      go (n+1) (case l of
2131                  1  -> bs'
2132                  _  -> Chunk p fpc (o+1) (l-1) bs')
2133 If we can push the call for 'go' inside the case, we get
2134 call-pattern specialisation for 'go', which is *crucial* for 
2135 this program.
2136
2137 Here is the (&&) example: 
2138         && E (case x of { T -> F; F -> T })
2139   ==>   let a = E in 
2140         case x of { T -> && a F; F -> && a T }
2141 Much better!
2142
2143 Notice that 
2144   * Arguments to f *after* the strict one are handled by 
2145     the ApplyTo case of mkDupableCont.  Eg
2146         f [..hole..] E
2147
2148   * We can only do the let-binding of E because the function
2149     part of a StrictArg continuation is an explicit syntax
2150     tree.  In earlier versions we represented it as a function
2151     (CoreExpr -> CoreEpxr) which we couldn't take apart.
2152
2153 Do *not* duplicate StrictBind and StritArg continuations.  We gain
2154 nothing by propagating them into the expressions, and we do lose a
2155 lot.  
2156
2157 The desire not to duplicate is the entire reason that
2158 mkDupableCont returns a pair of continuations.
2159
2160 Note [Duplicating StrictBind]
2161 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2162 Unlike StrictArg, there doesn't seem anything to gain from
2163 duplicating a StrictBind continuation, so we don't.
2164
2165 The desire not to duplicate is the entire reason that
2166 mkDupableCont returns a pair of continuations.
2167
2168
2169 Note [Single-alternative cases]
2170 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2171 This case is just like the ArgOf case.  Here's an example:
2172         data T a = MkT !a
2173         ...(MkT (abs x))...
2174 Then we get
2175         case (case x of I# x' ->
2176               case x' <# 0# of
2177                 True  -> I# (negate# x')
2178                 False -> I# x') of y {
2179           DEFAULT -> MkT y
2180 Because the (case x) has only one alternative, we'll transform to
2181         case x of I# x' ->
2182         case (case x' <# 0# of
2183                 True  -> I# (negate# x')
2184                 False -> I# x') of y {
2185           DEFAULT -> MkT y
2186 But now we do *NOT* want to make a join point etc, giving
2187         case x of I# x' ->
2188         let $j = \y -> MkT y
2189         in case x' <# 0# of
2190                 True  -> $j (I# (negate# x'))
2191                 False -> $j (I# x')
2192 In this case the $j will inline again, but suppose there was a big
2193 strict computation enclosing the orginal call to MkT.  Then, it won't
2194 "see" the MkT any more, because it's big and won't get duplicated.
2195 And, what is worse, nothing was gained by the case-of-case transform.
2196
2197 When should use this case of mkDupableCont?
2198 However, matching on *any* single-alternative case is a *disaster*;
2199   e.g.  case (case ....) of (a,b) -> (# a,b #)
2200   We must push the outer case into the inner one!
2201 Other choices:
2202
2203    * Match [(DEFAULT,_,_)], but in the common case of Int,
2204      the alternative-filling-in code turned the outer case into
2205                 case (...) of y { I# _ -> MkT y }
2206
2207    * Match on single alternative plus (not (isDeadBinder case_bndr))
2208      Rationale: pushing the case inwards won't eliminate the construction.
2209      But there's a risk of
2210                 case (...) of y { (a,b) -> let z=(a,b) in ... }
2211      Now y looks dead, but it'll come alive again.  Still, this
2212      seems like the best option at the moment.
2213
2214    * Match on single alternative plus (all (isDeadBinder bndrs))
2215      Rationale: this is essentially  seq.
2216
2217    * Match when the rhs is *not* duplicable, and hence would lead to a
2218      join point.  This catches the disaster-case above.  We can test
2219      the *un-simplified* rhs, which is fine.  It might get bigger or
2220      smaller after simplification; if it gets smaller, this case might
2221      fire next time round.  NB also that we must test contIsDupable
2222      case_cont *btoo, because case_cont might be big!
2223
2224      HOWEVER: I found that this version doesn't work well, because
2225      we can get         let x = case (...) of { small } in ...case x...
2226      When x is inlined into its full context, we find that it was a bad
2227      idea to have pushed the outer case inside the (...) case.
2228
2229 Note [Single-alternative-unlifted]
2230 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2231 Here's another single-alternative where we really want to do case-of-case:
2232
2233 data Mk1 = Mk1 Int#
2234 data Mk1 = Mk2 Int#
2235
2236 M1.f =
2237     \r [x_s74 y_s6X]
2238         case
2239             case y_s6X of tpl_s7m {
2240               M1.Mk1 ipv_s70 -> ipv_s70;
2241               M1.Mk2 ipv_s72 -> ipv_s72;
2242             }
2243         of
2244         wild_s7c
2245         { __DEFAULT ->
2246               case
2247                   case x_s74 of tpl_s7n {
2248                     M1.Mk1 ipv_s77 -> ipv_s77;
2249                     M1.Mk2 ipv_s79 -> ipv_s79;
2250                   }
2251               of
2252               wild1_s7b
2253               { __DEFAULT -> ==# [wild1_s7b wild_s7c];
2254               };
2255         };
2256
2257 So the outer case is doing *nothing at all*, other than serving as a
2258 join-point.  In this case we really want to do case-of-case and decide
2259 whether to use a real join point or just duplicate the continuation.
2260
2261 Hence: check whether the case binder's type is unlifted, because then
2262 the outer case is *not* a seq.