Preserve strictness when floating coercions
[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 NewDemand        ( 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,
39                           RecFlag(..), isNonRuleLoopBreaker )
40 import MonadUtils       ( foldlM )
41 import Maybes           ( orElse )
42 import Data.List        ( mapAccumL )
43 import Outputable
44 import FastString
45 \end{code}
46
47
48 The guts of the simplifier is in this module, but the driver loop for
49 the simplifier is in SimplCore.lhs.
50
51
52 -----------------------------------------
53         *** IMPORTANT NOTE ***
54 -----------------------------------------
55 The simplifier used to guarantee that the output had no shadowing, but
56 it does not do so any more.   (Actually, it never did!)  The reason is
57 documented with simplifyArgs.
58
59
60 -----------------------------------------
61         *** IMPORTANT NOTE ***
62 -----------------------------------------
63 Many parts of the simplifier return a bunch of "floats" as well as an
64 expression. This is wrapped as a datatype SimplUtils.FloatsWith.
65
66 All "floats" are let-binds, not case-binds, but some non-rec lets may
67 be unlifted (with RHS ok-for-speculation).
68
69
70
71 -----------------------------------------
72         ORGANISATION OF FUNCTIONS
73 -----------------------------------------
74 simplTopBinds
75   - simplify all top-level binders
76   - for NonRec, call simplRecOrTopPair
77   - for Rec,    call simplRecBind
78
79
80         ------------------------------
81 simplExpr (applied lambda)      ==> simplNonRecBind
82 simplExpr (Let (NonRec ...) ..) ==> simplNonRecBind
83 simplExpr (Let (Rec ...)    ..) ==> simplify binders; simplRecBind
84
85         ------------------------------
86 simplRecBind    [binders already simplfied]
87   - use simplRecOrTopPair on each pair in turn
88
89 simplRecOrTopPair [binder already simplified]
90   Used for: recursive bindings (top level and nested)
91             top-level non-recursive bindings
92   Returns:
93   - check for PreInlineUnconditionally
94   - simplLazyBind
95
96 simplNonRecBind
97   Used for: non-top-level non-recursive bindings
98             beta reductions (which amount to the same thing)
99   Because it can deal with strict arts, it takes a
100         "thing-inside" and returns an expression
101
102   - check for PreInlineUnconditionally
103   - simplify binder, including its IdInfo
104   - if strict binding
105         simplStrictArg
106         mkAtomicArgs
107         completeNonRecX
108     else
109         simplLazyBind
110         addFloats
111
112 simplNonRecX:   [given a *simplified* RHS, but an *unsimplified* binder]
113   Used for: binding case-binder and constr args in a known-constructor case
114   - check for PreInLineUnconditionally
115   - simplify binder
116   - completeNonRecX
117
118         ------------------------------
119 simplLazyBind:  [binder already simplified, RHS not]
120   Used for: recursive bindings (top level and nested)
121             top-level non-recursive bindings
122             non-top-level, but *lazy* non-recursive bindings
123         [must not be strict or unboxed]
124   Returns floats + an augmented environment, not an expression
125   - substituteIdInfo and add result to in-scope
126         [so that rules are available in rec rhs]
127   - simplify rhs
128   - mkAtomicArgs
129   - float if exposes constructor or PAP
130   - completeBind
131
132
133 completeNonRecX:        [binder and rhs both simplified]
134   - if the the thing needs case binding (unlifted and not ok-for-spec)
135         build a Case
136    else
137         completeBind
138         addFloats
139
140 completeBind:   [given a simplified RHS]
141         [used for both rec and non-rec bindings, top level and not]
142   - try PostInlineUnconditionally
143   - add unfolding [this is the only place we add an unfolding]
144   - add arity
145
146
147
148 Right hand sides and arguments
149 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
150 In many ways we want to treat
151         (a) the right hand side of a let(rec), and
152         (b) a function argument
153 in the same way.  But not always!  In particular, we would
154 like to leave these arguments exactly as they are, so they
155 will match a RULE more easily.
156
157         f (g x, h x)
158         g (+ x)
159
160 It's harder to make the rule match if we ANF-ise the constructor,
161 or eta-expand the PAP:
162
163         f (let { a = g x; b = h x } in (a,b))
164         g (\y. + x y)
165
166 On the other hand if we see the let-defns
167
168         p = (g x, h x)
169         q = + x
170
171 then we *do* want to ANF-ise and eta-expand, so that p and q
172 can be safely inlined.
173
174 Even floating lets out is a bit dubious.  For let RHS's we float lets
175 out if that exposes a value, so that the value can be inlined more vigorously.
176 For example
177
178         r = let x = e in (x,x)
179
180 Here, if we float the let out we'll expose a nice constructor. We did experiments
181 that showed this to be a generally good thing.  But it was a bad thing to float
182 lets out unconditionally, because that meant they got allocated more often.
183
184 For function arguments, there's less reason to expose a constructor (it won't
185 get inlined).  Just possibly it might make a rule match, but I'm pretty skeptical.
186 So for the moment we don't float lets out of function arguments either.
187
188
189 Eta expansion
190 ~~~~~~~~~~~~~~
191 For eta expansion, we want to catch things like
192
193         case e of (a,b) -> \x -> case a of (p,q) -> \y -> r
194
195 If the \x was on the RHS of a let, we'd eta expand to bring the two
196 lambdas together.  And in general that's a good thing to do.  Perhaps
197 we should eta expand wherever we find a (value) lambda?  Then the eta
198 expansion at a let RHS can concentrate solely on the PAP case.
199
200
201 %************************************************************************
202 %*                                                                      *
203 \subsection{Bindings}
204 %*                                                                      *
205 %************************************************************************
206
207 \begin{code}
208 simplTopBinds :: SimplEnv -> [InBind] -> SimplM SimplEnv
209
210 simplTopBinds env0 binds0
211   = do  {       -- Put all the top-level binders into scope at the start
212                 -- so that if a transformation rule has unexpectedly brought
213                 -- anything into scope, then we don't get a complaint about that.
214                 -- It's rather as if the top-level binders were imported.
215         ; env1 <- simplRecBndrs env0 (bindersOfBinds binds0)
216         ; dflags <- getDOptsSmpl
217         ; let dump_flag = dopt Opt_D_dump_inlinings dflags ||
218                           dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags
219         ; env2 <- simpl_binds dump_flag env1 binds0
220         ; freeTick SimplifierDone
221         ; return env2 }
222   where
223         -- We need to track the zapped top-level binders, because
224         -- they should have their fragile IdInfo zapped (notably occurrence info)
225         -- That's why we run down binds and bndrs' simultaneously.
226         --
227         -- The dump-flag emits a trace for each top-level binding, which
228         -- helps to locate the tracing for inlining and rule firing
229     simpl_binds :: Bool -> SimplEnv -> [InBind] -> SimplM SimplEnv
230     simpl_binds _    env []           = return env
231     simpl_binds dump env (bind:binds) = do { env' <- trace_bind dump bind $
232                                                      simpl_bind env bind
233                                            ; simpl_binds dump env' binds }
234
235     trace_bind True  bind = pprTrace "SimplBind" (ppr (bindersOf bind))
236     trace_bind False _    = \x -> x
237
238     simpl_bind env (Rec pairs)  = simplRecBind      env  TopLevel pairs
239     simpl_bind env (NonRec b r) = simplRecOrTopPair env' TopLevel b b' r
240         where
241           (env', b') = addBndrRules env b (lookupRecBndr env b)
242 \end{code}
243
244
245 %************************************************************************
246 %*                                                                      *
247 \subsection{Lazy bindings}
248 %*                                                                      *
249 %************************************************************************
250
251 simplRecBind is used for
252         * recursive bindings only
253
254 \begin{code}
255 simplRecBind :: SimplEnv -> TopLevelFlag
256              -> [(InId, InExpr)]
257              -> SimplM SimplEnv
258 simplRecBind env0 top_lvl pairs0
259   = do  { let (env_with_info, triples) = mapAccumL add_rules env0 pairs0
260         ; env1 <- go (zapFloats env_with_info) triples
261         ; return (env0 `addRecFloats` env1) }
262         -- addFloats adds the floats from env1,
263         -- _and_ updates env0 with the in-scope set from env1
264   where
265     add_rules :: SimplEnv -> (InBndr,InExpr) -> (SimplEnv, (InBndr, OutBndr, InExpr))
266         -- Add the (substituted) rules to the binder
267     add_rules env (bndr, rhs) = (env', (bndr, bndr', rhs))
268         where
269           (env', bndr') = addBndrRules env bndr (lookupRecBndr env bndr)
270
271     go env [] = return env
272
273     go env ((old_bndr, new_bndr, rhs) : pairs)
274         = do { env' <- simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
275              ; go env' pairs }
276 \end{code}
277
278 simplOrTopPair is used for
279         * recursive bindings (whether top level or not)
280         * top-level non-recursive bindings
281
282 It assumes the binder has already been simplified, but not its IdInfo.
283
284 \begin{code}
285 simplRecOrTopPair :: SimplEnv
286                   -> TopLevelFlag
287                   -> InId -> OutBndr -> InExpr  -- Binder and rhs
288                   -> SimplM SimplEnv    -- Returns an env that includes the binding
289
290 simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
291   | preInlineUnconditionally env top_lvl old_bndr rhs   -- Check for unconditional inline
292   = do  { tick (PreInlineUnconditionally old_bndr)
293         ; return (extendIdSubst env old_bndr (mkContEx env rhs)) }
294
295   | otherwise
296   = simplLazyBind env top_lvl Recursive old_bndr new_bndr rhs env
297         -- May not actually be recursive, but it doesn't matter
298 \end{code}
299
300
301 simplLazyBind is used for
302   * [simplRecOrTopPair] recursive bindings (whether top level or not)
303   * [simplRecOrTopPair] top-level non-recursive bindings
304   * [simplNonRecE]      non-top-level *lazy* non-recursive bindings
305
306 Nota bene:
307     1. It assumes that the binder is *already* simplified,
308        and is in scope, and its IdInfo too, except unfolding
309
310     2. It assumes that the binder type is lifted.
311
312     3. It does not check for pre-inline-unconditionallly;
313        that should have been done already.
314
315 \begin{code}
316 simplLazyBind :: SimplEnv
317               -> TopLevelFlag -> RecFlag
318               -> InId -> OutId          -- Binder, both pre-and post simpl
319                                         -- The OutId has IdInfo, except arity, unfolding
320               -> InExpr -> SimplEnv     -- The RHS and its environment
321               -> SimplM SimplEnv
322
323 simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
324   = do  { let   rhs_env     = rhs_se `setInScope` env
325                 (tvs, body) = case collectTyBinders rhs of
326                                 (tvs, body) | not_lam body -> (tvs,body)
327                                             | otherwise    -> ([], rhs)
328                 not_lam (Lam _ _) = False
329                 not_lam _         = True
330                         -- Do not do the "abstract tyyvar" thing if there's
331                         -- a lambda inside, becuase it defeats eta-reduction
332                         --    f = /\a. \x. g a x  
333                         -- should eta-reduce
334
335         ; (body_env, tvs') <- simplBinders rhs_env tvs
336                 -- See Note [Floating and type abstraction] in SimplUtils
337
338         -- Simplify the RHS
339         ; (body_env1, body1) <- simplExprF body_env body mkRhsStop
340         -- ANF-ise a constructor or PAP rhs
341         ; (body_env2, body2) <- prepareRhs body_env1 bndr1 body1
342
343         ; (env', rhs')
344             <-  if not (doFloatFromRhs top_lvl is_rec False body2 body_env2)
345                 then                            -- No floating, just wrap up!
346                      do { rhs' <- mkLam env tvs' (wrapFloats body_env2 body2)
347                         ; return (env, rhs') }
348
349                 else if null tvs then           -- Simple floating
350                      do { tick LetFloatFromLet
351                         ; return (addFloats env body_env2, body2) }
352
353                 else                            -- Do type-abstraction first
354                      do { tick LetFloatFromLet
355                         ; (poly_binds, body3) <- abstractFloats tvs' body_env2 body2
356                         ; rhs' <- mkLam env tvs' body3
357                         ; env' <- foldlM (addPolyBind top_lvl) env poly_binds
358                         ; return (env', rhs') }
359
360         ; completeBind env' top_lvl bndr bndr1 rhs' }
361 \end{code}
362
363 A specialised variant of simplNonRec used when the RHS is already simplified,
364 notably in knownCon.  It uses case-binding where necessary.
365
366 \begin{code}
367 simplNonRecX :: SimplEnv
368              -> InId            -- Old binder
369              -> OutExpr         -- Simplified RHS
370              -> SimplM SimplEnv
371
372 simplNonRecX env bndr new_rhs
373   | isDeadBinder bndr   -- Not uncommon; e.g. case (a,b) of b { (p,q) -> p }
374   = return env          --               Here b is dead, and we avoid creating
375   | otherwise           --               the binding b = (a,b)
376   = do  { (env', bndr') <- simplBinder env bndr
377         ; completeNonRecX env' (isStrictId bndr) bndr bndr' new_rhs }
378
379 completeNonRecX :: SimplEnv
380                 -> Bool
381                 -> InId                 -- Old binder
382                 -> OutId                -- New binder
383                 -> OutExpr              -- Simplified RHS
384                 -> SimplM SimplEnv
385
386 completeNonRecX env is_strict old_bndr new_bndr new_rhs
387   = do  { (env1, rhs1) <- prepareRhs (zapFloats env) new_bndr new_rhs
388         ; (env2, rhs2) <-
389                 if doFloatFromRhs NotTopLevel NonRecursive is_strict rhs1 env1
390                 then do { tick LetFloatFromLet
391                         ; return (addFloats env env1, rhs1) }   -- Add the floats to the main env
392                 else return (env, wrapFloats env1 rhs1)         -- Wrap the floats around the RHS
393         ; completeBind env2 NotTopLevel old_bndr new_bndr rhs2 }
394 \end{code}
395
396 {- No, no, no!  Do not try preInlineUnconditionally in completeNonRecX
397    Doing so risks exponential behaviour, because new_rhs has been simplified once already
398    In the cases described by the folowing commment, postInlineUnconditionally will
399    catch many of the relevant cases.
400         -- This happens; for example, the case_bndr during case of
401         -- known constructor:  case (a,b) of x { (p,q) -> ... }
402         -- Here x isn't mentioned in the RHS, so we don't want to
403         -- create the (dead) let-binding  let x = (a,b) in ...
404         --
405         -- Similarly, single occurrences can be inlined vigourously
406         -- e.g.  case (f x, g y) of (a,b) -> ....
407         -- If a,b occur once we can avoid constructing the let binding for them.
408
409    Furthermore in the case-binding case preInlineUnconditionally risks extra thunks
410         -- Consider     case I# (quotInt# x y) of
411         --                I# v -> let w = J# v in ...
412         -- If we gaily inline (quotInt# x y) for v, we end up building an
413         -- extra thunk:
414         --                let w = J# (quotInt# x y) in ...
415         -- because quotInt# can fail.
416
417   | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr new_rhs
418   = thing_inside (extendIdSubst env bndr (DoneEx new_rhs))
419 -}
420
421 ----------------------------------
422 prepareRhs takes a putative RHS, checks whether it's a PAP or
423 constructor application and, if so, converts it to ANF, so that the
424 resulting thing can be inlined more easily.  Thus
425         x = (f a, g b)
426 becomes
427         t1 = f a
428         t2 = g b
429         x = (t1,t2)
430
431 We also want to deal well cases like this
432         v = (f e1 `cast` co) e2
433 Here we want to make e1,e2 trivial and get
434         x1 = e1; x2 = e2; v = (f x1 `cast` co) v2
435 That's what the 'go' loop in prepareRhs does
436
437 \begin{code}
438 prepareRhs :: SimplEnv -> OutId -> OutExpr -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
439 -- Adds new floats to the env iff that allows us to return a good RHS
440 prepareRhs env id (Cast rhs co)    -- Note [Float coercions]
441   | (ty1, _ty2) <- coercionKind co       -- Do *not* do this if rhs has an unlifted type
442   , not (isUnLiftedType ty1)            -- see Note [Float coercions (unlifted)]
443   = do  { (env', rhs') <- makeTrivialWithInfo env sanitised_info rhs
444         ; return (env', Cast rhs' co) }
445   where
446     sanitised_info = vanillaIdInfo `setNewStrictnessInfo` newStrictnessInfo info
447                                    `setNewDemandInfo`     newDemandInfo info
448     info = idInfo id
449
450 prepareRhs env0 _ rhs0
451   = do  { (_is_val, env1, rhs1) <- go 0 env0 rhs0
452         ; return (env1, rhs1) }
453   where
454     go n_val_args env (Cast rhs co)
455         = do { (is_val, env', rhs') <- go n_val_args env rhs
456              ; return (is_val, env', Cast rhs' co) }
457     go n_val_args env (App fun (Type ty))
458         = do { (is_val, env', rhs') <- go n_val_args env fun
459              ; return (is_val, env', App rhs' (Type ty)) }
460     go n_val_args env (App fun arg)
461         = do { (is_val, env', fun') <- go (n_val_args+1) env fun
462              ; case is_val of
463                 True -> do { (env'', arg') <- makeTrivial env' arg
464                            ; return (True, env'', App fun' arg') }
465                 False -> return (False, env, App fun arg) }
466     go n_val_args env (Var fun)
467         = return (is_val, env, Var fun)
468         where
469           is_val = n_val_args > 0       -- There is at least one arg
470                                         -- ...and the fun a constructor or PAP
471                  && (isConLikeId fun || n_val_args < idArity fun)
472                                    -- See Note [CONLIKE pragma] in BasicTypes
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                     ; return (extendIdSubst env old_bndr (DoneEx new_rhs)) }
601                 -- Use the substitution to make quite, quite sure that the
602                 -- substitution will happen, since we are going to discard the binding
603
604           else return (addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding) }
605
606 ------------------------------
607 addPolyBind :: TopLevelFlag -> SimplEnv -> OutBind -> SimplM SimplEnv
608 -- Add a new binding to the environment, complete with its unfolding
609 -- but *do not* do postInlineUnconditionally, because we have already
610 -- processed some of the scope of the binding
611 -- We still want the unfolding though.  Consider
612 --      let 
613 --            x = /\a. let y = ... in Just y
614 --      in body
615 -- Then we float the y-binding out (via abstractFloats and addPolyBind)
616 -- but 'x' may well then be inlined in 'body' in which case we'd like the 
617 -- opportunity to inline 'y' too.
618
619 addPolyBind top_lvl env (NonRec poly_id rhs)
620   = do  { unfolding <- simplUnfolding env top_lvl poly_id NoOccInfo rhs noUnfolding
621                         -- Assumes that poly_id did not have an INLINE prag
622                         -- which is perhaps wrong.  ToDo: think about this
623         ; return (addNonRecWithUnf env poly_id rhs unfolding) }
624
625 addPolyBind _ env bind@(Rec _) = return (extendFloats env bind)
626                 -- Hack: letrecs are more awkward, so we extend "by steam"
627                 -- without adding unfoldings etc.  At worst this leads to
628                 -- more simplifier iterations
629
630 ------------------------------
631 addNonRecWithUnf :: SimplEnv
632                  -> OutId -> OutExpr    -- New binder and RHS
633                  -> Unfolding           -- New unfolding
634                  -> SimplEnv
635 addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding
636   = let new_arity = exprArity new_rhs
637         old_arity = idArity new_bndr
638         info1 = idInfo new_bndr `setArityInfo` new_arity
639         
640               -- Unfolding info: Note [Setting the new unfolding]
641         info2 = info1 `setUnfoldingInfo` new_unfolding
642
643         -- Demand info: Note [Setting the demand info]
644         info3 | isEvaldUnfolding new_unfolding = zapDemandInfo info2 `orElse` info2
645               | otherwise                      = info2
646
647         final_id = new_bndr `setIdInfo` info3
648         dmd_arity = length $ fst $ splitStrictSig $ idNewStrictness new_bndr
649     in
650     ASSERT( isId new_bndr )
651     WARN( new_arity < old_arity || new_arity < dmd_arity, 
652           (ptext (sLit "Arity decrease:") <+> ppr final_id <+> ppr old_arity
653                 <+> ppr new_arity <+> ppr dmd_arity) )
654         -- Note [Arity decrease]
655
656     final_id `seq`   -- This seq forces the Id, and hence its IdInfo,
657                      -- and hence any inner substitutions
658             -- pprTrace "Binding" (ppr final_id <+> ppr unfolding) $
659     addNonRec env final_id new_rhs
660                 -- The addNonRec adds it to the in-scope set too
661
662 ------------------------------
663 simplUnfolding :: SimplEnv-> TopLevelFlag
664                -> Id    -- Debug output only
665                -> OccInfo -> OutExpr
666                -> Unfolding -> SimplM Unfolding
667 -- Note [Setting the new unfolding]
668 simplUnfolding env _ _ _ _ (DFunUnfolding con ops)
669   = return (DFunUnfolding con ops')
670   where
671     ops' = map (CoreSubst.substExpr (mkCoreSubst env)) ops
672
673 simplUnfolding env top_lvl _ _ _ 
674     (CoreUnfolding { uf_tmpl = expr, uf_arity = arity
675                    , uf_guidance = guide@(InlineRule {}) })
676   = do { expr' <- simplExpr (setMode simplGentlyForInlineRules env) expr
677                -- See Note [Simplifying gently inside InlineRules] in SimplUtils
678        ; let mb_wkr' = CoreSubst.substInlineRuleInfo (mkCoreSubst env) (ir_info guide)
679        ; return (mkCoreUnfolding (isTopLevel top_lvl) expr' arity 
680                                  (guide { ir_info = mb_wkr' })) }
681                 -- See Note [Top-level flag on inline rules] in CoreUnfold
682
683 simplUnfolding _ top_lvl _ occ_info new_rhs _
684   | omit_unfolding = return NoUnfolding 
685   | otherwise      = return (mkUnfolding (isTopLevel top_lvl) new_rhs)
686   where
687     omit_unfolding = isNonRuleLoopBreaker occ_info
688 \end{code}
689
690 Note [Arity decrease]
691 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
692 Generally speaking the arity of a binding should not decrease.  But it *can* 
693 legitimately happen becuase of RULES.  Eg
694         f = g Int
695 where g has arity 2, will have arity 2.  But if there's a rewrite rule
696         g Int --> h
697 where h has arity 1, then f's arity will decrease.  Here's a real-life example,
698 which is in the output of Specialise:
699
700      Rec {
701         $dm {Arity 2} = \d.\x. op d
702         {-# RULES forall d. $dm Int d = $s$dm #-}
703         
704         dInt = MkD .... opInt ...
705         opInt {Arity 1} = $dm dInt
706
707         $s$dm {Arity 0} = \x. op dInt }
708
709 Here opInt has arity 1; but when we apply the rule its arity drops to 0.
710 That's why Specialise goes to a little trouble to pin the right arity
711 on specialised functions too.
712
713 Note [Setting the new unfolding]
714 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
715 * If there's an INLINE pragma, we simplify the RHS gently.  Maybe we
716   should do nothing at all, but simplifying gently might get rid of 
717   more crap.
718
719 * If not, we make an unfolding from the new RHS.  But *only* for
720   non-loop-breakers. Making loop breakers not have an unfolding at all
721   means that we can avoid tests in exprIsConApp, for example.  This is
722   important: if exprIsConApp says 'yes' for a recursive thing, then we
723   can get into an infinite loop
724
725 If there's an InlineRule on a loop breaker, we hang on to the inlining.
726 It's pretty dodgy, but the user did say 'INLINE'.  May need to revisit
727 this choice.
728
729 Note [Setting the demand info]
730 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
731 If the unfolding is a value, the demand info may
732 go pear-shaped, so we nuke it.  Example:
733      let x = (a,b) in
734      case x of (p,q) -> h p q x
735 Here x is certainly demanded. But after we've nuked
736 the case, we'll get just
737      let x = (a,b) in h a b x
738 and now x is not demanded (I'm assuming h is lazy)
739 This really happens.  Similarly
740      let f = \x -> e in ...f..f...
741 After inlining f at some of its call sites the original binding may
742 (for example) be no longer strictly demanded.
743 The solution here is a bit ad hoc...
744
745
746 %************************************************************************
747 %*                                                                      *
748 \subsection[Simplify-simplExpr]{The main function: simplExpr}
749 %*                                                                      *
750 %************************************************************************
751
752 The reason for this OutExprStuff stuff is that we want to float *after*
753 simplifying a RHS, not before.  If we do so naively we get quadratic
754 behaviour as things float out.
755
756 To see why it's important to do it after, consider this (real) example:
757
758         let t = f x
759         in fst t
760 ==>
761         let t = let a = e1
762                     b = e2
763                 in (a,b)
764         in fst t
765 ==>
766         let a = e1
767             b = e2
768             t = (a,b)
769         in
770         a       -- Can't inline a this round, cos it appears twice
771 ==>
772         e1
773
774 Each of the ==> steps is a round of simplification.  We'd save a
775 whole round if we float first.  This can cascade.  Consider
776
777         let f = g d
778         in \x -> ...f...
779 ==>
780         let f = let d1 = ..d.. in \y -> e
781         in \x -> ...f...
782 ==>
783         let d1 = ..d..
784         in \x -> ...(\y ->e)...
785
786 Only in this second round can the \y be applied, and it
787 might do the same again.
788
789
790 \begin{code}
791 simplExpr :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplM CoreExpr
792 simplExpr env expr = simplExprC env expr mkBoringStop
793
794 simplExprC :: SimplEnv -> CoreExpr -> SimplCont -> SimplM CoreExpr
795         -- Simplify an expression, given a continuation
796 simplExprC env expr cont
797   = -- pprTrace "simplExprC" (ppr expr $$ ppr cont {- $$ ppr (seIdSubst env) -} $$ ppr (seFloats env) ) $
798     do  { (env', expr') <- simplExprF (zapFloats env) expr cont
799         ; -- pprTrace "simplExprC ret" (ppr expr $$ ppr expr') $
800           -- pprTrace "simplExprC ret3" (ppr (seInScope env')) $
801           -- pprTrace "simplExprC ret4" (ppr (seFloats env')) $
802           return (wrapFloats env' expr') }
803
804 --------------------------------------------------
805 simplExprF :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
806            -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
807
808 simplExprF env e cont
809   = -- pprTrace "simplExprF" (ppr e $$ ppr cont $$ ppr (seTvSubst env) $$ ppr (seIdSubst env) {- $$ ppr (seFloats env) -} ) $
810     simplExprF' env e cont
811
812 simplExprF' :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
813             -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
814 simplExprF' env (Var v)        cont = simplVar env v cont
815 simplExprF' env (Lit lit)      cont = rebuild env (Lit lit) cont
816 simplExprF' env (Note n expr)  cont = simplNote env n expr cont
817 simplExprF' env (Cast body co) cont = simplCast env body co cont
818 simplExprF' env (App fun arg)  cont = simplExprF env fun $
819                                       ApplyTo NoDup arg env cont
820
821 simplExprF' env expr@(Lam _ _) cont
822   = simplLam env (map zap bndrs) body cont
823         -- The main issue here is under-saturated lambdas
824         --   (\x1. \x2. e) arg1
825         -- Here x1 might have "occurs-once" occ-info, because occ-info
826         -- is computed assuming that a group of lambdas is applied
827         -- all at once.  If there are too few args, we must zap the
828         -- occ-info.
829   where
830     n_args   = countArgs cont
831     n_params = length bndrs
832     (bndrs, body) = collectBinders expr
833     zap | n_args >= n_params = \b -> b
834         | otherwise          = \b -> if isTyVar b then b
835                                      else zapLamIdInfo b
836         -- NB: we count all the args incl type args
837         -- so we must count all the binders (incl type lambdas)
838
839 simplExprF' env (Type ty) cont
840   = ASSERT( contIsRhsOrArg cont )
841     do  { ty' <- simplCoercion env ty
842         ; rebuild env (Type ty') cont }
843
844 simplExprF' env (Case scrut bndr _ alts) cont
845   | not (switchIsOn (getSwitchChecker env) NoCaseOfCase)
846   =     -- Simplify the scrutinee with a Select continuation
847     simplExprF env scrut (Select NoDup bndr alts env cont)
848
849   | otherwise
850   =     -- If case-of-case is off, simply simplify the case expression
851         -- in a vanilla Stop context, and rebuild the result around it
852     do  { case_expr' <- simplExprC env scrut case_cont
853         ; rebuild env case_expr' cont }
854   where
855     case_cont = Select NoDup bndr alts env mkBoringStop
856
857 simplExprF' env (Let (Rec pairs) body) cont
858   = do  { env' <- simplRecBndrs env (map fst pairs)
859                 -- NB: bndrs' don't have unfoldings or rules
860                 -- We add them as we go down
861
862         ; env'' <- simplRecBind env' NotTopLevel pairs
863         ; simplExprF env'' body cont }
864
865 simplExprF' env (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
866   = simplNonRecE env bndr (rhs, env) ([], body) cont
867
868 ---------------------------------
869 simplType :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
870         -- Kept monadic just so we can do the seqType
871 simplType env ty
872   = -- pprTrace "simplType" (ppr ty $$ ppr (seTvSubst env)) $
873     seqType new_ty   `seq`   return new_ty
874   where
875     new_ty = substTy env ty
876
877 ---------------------------------
878 simplCoercion :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
879 -- The InType isn't *necessarily* a coercion, but it might be
880 -- (in a type application, say) and optCoercion is a no-op on types
881 simplCoercion env co
882   = do { co' <- simplType env co
883        ; return (optCoercion co') }
884 \end{code}
885
886
887 %************************************************************************
888 %*                                                                      *
889 \subsection{The main rebuilder}
890 %*                                                                      *
891 %************************************************************************
892
893 \begin{code}
894 rebuild :: SimplEnv -> OutExpr -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
895 -- At this point the substitution in the SimplEnv should be irrelevant
896 -- only the in-scope set and floats should matter
897 rebuild env expr cont0
898   = -- pprTrace "rebuild" (ppr expr $$ ppr cont0 $$ ppr (seFloats env)) $
899     case cont0 of
900       Stop {}                      -> return (env, expr)
901       CoerceIt co cont             -> rebuild env (mkCoerce co expr) cont
902       Select _ bndr alts se cont   -> rebuildCase (se `setFloats` env) expr bndr alts cont
903       StrictArg fun _ info cont    -> rebuildCall env (fun `App` expr) info cont
904       StrictBind b bs body se cont -> do { env' <- simplNonRecX (se `setFloats` env) b expr
905                                          ; simplLam env' bs body cont }
906       ApplyTo _ arg se cont        -> do { arg' <- simplExpr (se `setInScope` env) arg
907                                          ; rebuild env (App expr arg') cont }
908 \end{code}
909
910
911 %************************************************************************
912 %*                                                                      *
913 \subsection{Lambdas}
914 %*                                                                      *
915 %************************************************************************
916
917 \begin{code}
918 simplCast :: SimplEnv -> InExpr -> Coercion -> SimplCont
919           -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
920 simplCast env body co0 cont0
921   = do  { co1 <- simplCoercion env co0
922         ; simplExprF env body (addCoerce co1 cont0) }
923   where
924        addCoerce co cont = add_coerce co (coercionKind co) cont
925
926        add_coerce _co (s1, k1) cont     -- co :: ty~ty
927          | s1 `coreEqType` k1 = cont    -- is a no-op
928
929        add_coerce co1 (s1, _k2) (CoerceIt co2 cont)
930          | (_l1, t1) <- coercionKind co2
931                 --      e |> (g1 :: S1~L) |> (g2 :: L~T1)
932                 -- ==>
933                 --      e,                       if S1=T1
934                 --      e |> (g1 . g2 :: S1~T1)  otherwise
935                 --
936                 -- For example, in the initial form of a worker
937                 -- we may find  (coerce T (coerce S (\x.e))) y
938                 -- and we'd like it to simplify to e[y/x] in one round
939                 -- of simplification
940          , s1 `coreEqType` t1  = cont            -- The coerces cancel out
941          | otherwise           = CoerceIt (mkTransCoercion co1 co2) cont
942
943        add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup (Type arg_ty) arg_se cont)
944                 -- (f |> g) ty  --->   (f ty) |> (g @ ty)
945                 -- This implements the PushT rule from the paper
946          | Just (tyvar,_) <- splitForAllTy_maybe s1s2
947          , not (isCoVar tyvar)
948          = ApplyTo dup (Type ty') (zapSubstEnv env) (addCoerce (mkInstCoercion co ty') cont)
949          where
950            ty' = substTy (arg_se `setInScope` env) arg_ty
951
952         -- ToDo: the PushC rule is not implemented at all
953
954        add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup arg arg_se cont)
955          | not (isTypeArg arg)  -- This implements the Push rule from the paper
956          , isFunTy s1s2   -- t1t2 must be a function type, becuase it's applied
957                 --      (e |> (g :: s1s2 ~ t1->t2)) f
958                 -- ===>
959                 --      (e (f |> (arg g :: t1~s1))
960                 --      |> (res g :: s2->t2)
961                 --
962                 -- t1t2 must be a function type, t1->t2, because it's applied
963                 -- to something but s1s2 might conceivably not be
964                 --
965                 -- When we build the ApplyTo we can't mix the out-types
966                 -- with the InExpr in the argument, so we simply substitute
967                 -- to make it all consistent.  It's a bit messy.
968                 -- But it isn't a common case.
969                 --
970                 -- Example of use: Trac #995
971          = ApplyTo dup new_arg (zapSubstEnv env) (addCoerce co2 cont)
972          where
973            -- we split coercion t1->t2 ~ s1->s2 into t1 ~ s1 and
974            -- t2 ~ s2 with left and right on the curried form:
975            --    (->) t1 t2 ~ (->) s1 s2
976            [co1, co2] = decomposeCo 2 co
977            new_arg    = mkCoerce (mkSymCoercion co1) arg'
978            arg'       = substExpr (arg_se `setInScope` env) arg
979
980        add_coerce co _ cont = CoerceIt co cont
981 \end{code}
982
983
984 %************************************************************************
985 %*                                                                      *
986 \subsection{Lambdas}
987 %*                                                                      *
988 %************************************************************************
989
990 \begin{code}
991 simplLam :: SimplEnv -> [InId] -> InExpr -> SimplCont
992          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
993
994 simplLam env [] body cont = simplExprF env body cont
995
996         -- Beta reduction
997 simplLam env (bndr:bndrs) body (ApplyTo _ arg arg_se cont)
998   = do  { tick (BetaReduction bndr)
999         ; simplNonRecE env bndr (arg, arg_se) (bndrs, body) cont }
1000
1001         -- Not enough args, so there are real lambdas left to put in the result
1002 simplLam env bndrs body cont
1003   = do  { (env', bndrs') <- simplLamBndrs env bndrs
1004         ; body' <- simplExpr env' body
1005         ; new_lam <- mkLam env' bndrs' body'
1006         ; rebuild env' new_lam cont }
1007
1008 ------------------
1009 simplNonRecE :: SimplEnv
1010              -> InBndr                  -- The binder
1011              -> (InExpr, SimplEnv)      -- Rhs of binding (or arg of lambda)
1012              -> ([InBndr], InExpr)      -- Body of the let/lambda
1013                                         --      \xs.e
1014              -> SimplCont
1015              -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1016
1017 -- simplNonRecE is used for
1018 --  * non-top-level non-recursive lets in expressions
1019 --  * beta reduction
1020 --
1021 -- It deals with strict bindings, via the StrictBind continuation,
1022 -- which may abort the whole process
1023 --
1024 -- The "body" of the binding comes as a pair of ([InId],InExpr)
1025 -- representing a lambda; so we recurse back to simplLam
1026 -- Why?  Because of the binder-occ-info-zapping done before
1027 --       the call to simplLam in simplExprF (Lam ...)
1028
1029         -- First deal with type applications and type lets
1030         --   (/\a. e) (Type ty)   and   (let a = Type ty in e)
1031 simplNonRecE env bndr (Type ty_arg, rhs_se) (bndrs, body) cont
1032   = ASSERT( isTyVar bndr )
1033     do  { ty_arg' <- simplType (rhs_se `setInScope` env) ty_arg
1034         ; simplLam (extendTvSubst env bndr ty_arg') bndrs body cont }
1035
1036 simplNonRecE env bndr (rhs, rhs_se) (bndrs, body) cont
1037   | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr rhs
1038   = do  { tick (PreInlineUnconditionally bndr)
1039         ; simplLam (extendIdSubst env bndr (mkContEx rhs_se rhs)) bndrs body cont }
1040
1041   | isStrictId bndr
1042   = do  { simplExprF (rhs_se `setFloats` env) rhs
1043                      (StrictBind bndr bndrs body env cont) }
1044
1045   | otherwise
1046   = ASSERT( not (isTyVar bndr) )
1047     do  { (env1, bndr1) <- simplNonRecBndr env bndr
1048         ; let (env2, bndr2) = addBndrRules env1 bndr bndr1
1049         ; env3 <- simplLazyBind env2 NotTopLevel NonRecursive bndr bndr2 rhs rhs_se
1050         ; simplLam env3 bndrs body cont }
1051 \end{code}
1052
1053
1054 %************************************************************************
1055 %*                                                                      *
1056 \subsection{Notes}
1057 %*                                                                      *
1058 %************************************************************************
1059
1060 \begin{code}
1061 -- Hack alert: we only distinguish subsumed cost centre stacks for the
1062 -- purposes of inlining.  All other CCCSs are mapped to currentCCS.
1063 simplNote :: SimplEnv -> Note -> CoreExpr -> SimplCont
1064           -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1065 simplNote env (SCC cc) e cont
1066   | pushCCisNop cc (getEnclosingCC env)  -- scc "f" (...(scc "f" e)...) 
1067   = simplExprF env e cont                -- ==>  scc "f" (...e...)
1068   | otherwise
1069   = do  { e' <- simplExpr (setEnclosingCC env currentCCS) e
1070         ; rebuild env (mkSCC cc e') cont }
1071
1072 simplNote env (CoreNote s) e cont
1073   = do { e' <- simplExpr env e
1074        ; rebuild env (Note (CoreNote s) e') cont }
1075 \end{code}
1076
1077
1078 %************************************************************************
1079 %*                                                                      *
1080 \subsection{Dealing with calls}
1081 %*                                                                      *
1082 %************************************************************************
1083
1084 \begin{code}
1085 simplVar :: SimplEnv -> Id -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1086 simplVar env var cont
1087   = case substId env var of
1088         DoneEx e         -> simplExprF (zapSubstEnv env) e cont
1089         ContEx tvs ids e -> simplExprF (setSubstEnv env tvs ids) e cont
1090         DoneId var1      -> completeCall (zapSubstEnv env) var1 cont
1091                 -- Note [zapSubstEnv]
1092                 -- The template is already simplified, so don't re-substitute.
1093                 -- This is VITAL.  Consider
1094                 --      let x = e in
1095                 --      let y = \z -> ...x... in
1096                 --      \ x -> ...y...
1097                 -- We'll clone the inner \x, adding x->x' in the id_subst
1098                 -- Then when we inline y, we must *not* replace x by x' in
1099                 -- the inlined copy!!
1100
1101 ---------------------------------------------------------
1102 --      Dealing with a call site
1103
1104 completeCall :: SimplEnv -> Id -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1105 completeCall env var cont
1106   = do  { let   (args,call_cont) = contArgs cont
1107                 -- The args are OutExprs, obtained by *lazily* substituting
1108                 -- in the args found in cont.  These args are only examined
1109                 -- to limited depth (unless a rule fires).  But we must do
1110                 -- the substitution; rule matching on un-simplified args would
1111                 -- be bogus
1112
1113         ------------- First try rules ----------------
1114         -- Do this before trying inlining.  Some functions have
1115         -- rules *and* are strict; in this case, we don't want to
1116         -- inline the wrapper of the non-specialised thing; better
1117         -- to call the specialised thing instead.
1118         --
1119         -- We used to use the black-listing mechanism to ensure that inlining of
1120         -- the wrapper didn't occur for things that have specialisations till a
1121         -- later phase, so but now we just try RULES first
1122         -- 
1123         -- See also Note [Rules for recursive functions]
1124         ; rule_base <- getSimplRules
1125         ; let rules = getRules rule_base var
1126         ; mb_rule <- tryRules env var rules args call_cont
1127         ; case mb_rule of {
1128              Just (n_args, rule_rhs) -> simplExprF env rule_rhs (dropArgs n_args cont) ;
1129                  -- The ruleArity says how many args the rule consumed
1130            ; Nothing -> do       -- No rules
1131
1132
1133         ------------- Next try inlining ----------------
1134         { dflags <- getDOptsSmpl
1135         ; let   arg_infos = [interestingArg arg | arg <- args, isValArg arg]
1136                 n_val_args = length arg_infos
1137                 interesting_cont = interestingCallContext call_cont
1138                 active_inline = activeInline env var
1139                 maybe_inline  = callSiteInline dflags active_inline var
1140                                                (null args) arg_infos interesting_cont
1141         ; case maybe_inline of {
1142             Just unfolding      -- There is an inlining!
1143               ->  do { tick (UnfoldingDone var)
1144                      ; (if dopt Opt_D_dump_inlinings dflags then
1145                            pprTrace ("Inlining done: " ++ showSDoc (ppr var)) (vcat [
1146                                 text "Before:" <+> ppr var <+> sep (map pprParendExpr args),
1147                                 text "Inlined fn: " <+> nest 2 (ppr unfolding),
1148                                 text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
1149                          else
1150                                 id)
1151                        simplExprF env unfolding cont }
1152
1153             ; Nothing ->                -- No inlining!
1154
1155         ------------- No inlining! ----------------
1156         -- Next, look for rules or specialisations that match
1157         --
1158         rebuildCall env (Var var)
1159                     (mkArgInfo var rules n_val_args call_cont) 
1160                     cont
1161     }}}}
1162
1163 rebuildCall :: SimplEnv
1164             -> OutExpr       -- Function 
1165             -> ArgInfo
1166             -> SimplCont
1167             -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1168 rebuildCall env fun (ArgInfo { ai_strs = [] }) cont
1169   -- When we run out of strictness args, it means
1170   -- that the call is definitely bottom; see SimplUtils.mkArgInfo
1171   -- Then we want to discard the entire strict continuation.  E.g.
1172   --    * case (error "hello") of { ... }
1173   --    * (error "Hello") arg
1174   --    * f (error "Hello") where f is strict
1175   --    etc
1176   -- Then, especially in the first of these cases, we'd like to discard
1177   -- the continuation, leaving just the bottoming expression.  But the
1178   -- type might not be right, so we may have to add a coerce.
1179   | not (contIsTrivial cont)     -- Only do this if there is a non-trivial
1180   = return (env, mk_coerce fun)  -- contination to discard, else we do it
1181   where                          -- again and again!
1182     fun_ty  = exprType fun
1183     cont_ty = contResultType env fun_ty cont
1184     co      = mkUnsafeCoercion fun_ty cont_ty
1185     mk_coerce expr | cont_ty `coreEqType` fun_ty = expr
1186                    | otherwise = mkCoerce co expr
1187
1188 rebuildCall env fun info (ApplyTo _ (Type arg_ty) se cont)
1189   = do  { ty' <- simplCoercion (se `setInScope` env) arg_ty
1190         ; rebuildCall env (fun `App` Type ty') info cont }
1191
1192 rebuildCall env fun 
1193            (ArgInfo { ai_rules = has_rules, ai_strs = str:strs, ai_discs = disc:discs })
1194            (ApplyTo _ arg arg_se cont)
1195   | str                 -- Strict argument
1196   = -- pprTrace "Strict Arg" (ppr arg $$ ppr (seIdSubst env) $$ ppr (seInScope env)) $
1197     simplExprF (arg_se `setFloats` env) arg
1198                (StrictArg fun cci arg_info' cont)
1199                 -- Note [Shadowing]
1200
1201   | otherwise                           -- Lazy argument
1202         -- DO NOT float anything outside, hence simplExprC
1203         -- There is no benefit (unlike in a let-binding), and we'd
1204         -- have to be very careful about bogus strictness through
1205         -- floating a demanded let.
1206   = do  { arg' <- simplExprC (arg_se `setInScope` env) arg
1207                              (mkLazyArgStop cci)
1208         ; rebuildCall env (fun `App` arg') arg_info' cont }
1209   where
1210     arg_info' = ArgInfo { ai_rules = has_rules, ai_strs = strs, ai_discs = discs }
1211     cci | has_rules || disc > 0 = ArgCtxt has_rules  -- Be keener here
1212         | otherwise             = BoringCtxt         -- Nothing interesting
1213
1214 rebuildCall env fun _ cont
1215   = rebuild env fun cont
1216 \end{code}
1217
1218 Note [Shadowing]
1219 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1220 This part of the simplifier may break the no-shadowing invariant
1221 Consider
1222         f (...(\a -> e)...) (case y of (a,b) -> e')
1223 where f is strict in its second arg
1224 If we simplify the innermost one first we get (...(\a -> e)...)
1225 Simplifying the second arg makes us float the case out, so we end up with
1226         case y of (a,b) -> f (...(\a -> e)...) e'
1227 So the output does not have the no-shadowing invariant.  However, there is
1228 no danger of getting name-capture, because when the first arg was simplified
1229 we used an in-scope set that at least mentioned all the variables free in its
1230 static environment, and that is enough.
1231
1232 We can't just do innermost first, or we'd end up with a dual problem:
1233         case x of (a,b) -> f e (...(\a -> e')...)
1234
1235 I spent hours trying to recover the no-shadowing invariant, but I just could
1236 not think of an elegant way to do it.  The simplifier is already knee-deep in
1237 continuations.  We have to keep the right in-scope set around; AND we have
1238 to get the effect that finding (error "foo") in a strict arg position will
1239 discard the entire application and replace it with (error "foo").  Getting
1240 all this at once is TOO HARD!
1241
1242
1243 %************************************************************************
1244 %*                                                                      *
1245                 Rewrite rules
1246 %*                                                                      *
1247 %************************************************************************
1248
1249 \begin{code}
1250 tryRules :: SimplEnv
1251          -> Id -> [CoreRule] -> [OutExpr] -> SimplCont 
1252          -> SimplM (Maybe (Arity, CoreExpr))         -- The arity is the number of
1253                                                      -- args consumed by the rule
1254 tryRules env fn rules args call_cont
1255   | null rules
1256   = return Nothing
1257   | otherwise
1258   = do { dflags <- getDOptsSmpl
1259        ; case activeRule dflags env of {
1260            Nothing     -> return Nothing  ; -- No rules apply
1261            Just act_fn -> 
1262
1263          case lookupRule act_fn (getInScope env) fn args rules of {
1264            Nothing               -> return Nothing ;   -- No rule matches
1265            Just (rule, rule_rhs) ->
1266
1267              do { tick (RuleFired (ru_name rule))
1268                 ; (if dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags then
1269                      pprTrace "Rule fired" (vcat [
1270                         text "Rule:" <+> ftext (ru_name rule),
1271                         text "Before:" <+> ppr fn <+> sep (map pprParendExpr args),
1272                         text "After: " <+> pprCoreExpr rule_rhs,
1273                         text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
1274                    else
1275                         id)             $
1276                    return (Just (ruleArity rule, rule_rhs)) }}}}
1277 \end{code}
1278
1279 Note [Rules for recursive functions]
1280 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1281 You might think that we shouldn't apply rules for a loop breaker:
1282 doing so might give rise to an infinite loop, because a RULE is
1283 rather like an extra equation for the function:
1284      RULE:           f (g x) y = x+y
1285      Eqn:            f a     y = a-y
1286
1287 But it's too drastic to disable rules for loop breakers.
1288 Even the foldr/build rule would be disabled, because foldr
1289 is recursive, and hence a loop breaker:
1290      foldr k z (build g) = g k z
1291 So it's up to the programmer: rules can cause divergence
1292
1293
1294 %************************************************************************
1295 %*                                                                      *
1296                 Rebuilding a cse expression
1297 %*                                                                      *
1298 %************************************************************************
1299
1300 Note [Case elimination]
1301 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1302 The case-elimination transformation discards redundant case expressions.
1303 Start with a simple situation:
1304
1305         case x# of      ===>   e[x#/y#]
1306           y# -> e
1307
1308 (when x#, y# are of primitive type, of course).  We can't (in general)
1309 do this for algebraic cases, because we might turn bottom into
1310 non-bottom!
1311
1312 The code in SimplUtils.prepareAlts has the effect of generalise this
1313 idea to look for a case where we're scrutinising a variable, and we
1314 know that only the default case can match.  For example:
1315
1316         case x of
1317           0#      -> ...
1318           DEFAULT -> ...(case x of
1319                          0#      -> ...
1320                          DEFAULT -> ...) ...
1321
1322 Here the inner case is first trimmed to have only one alternative, the
1323 DEFAULT, after which it's an instance of the previous case.  This
1324 really only shows up in eliminating error-checking code.
1325
1326 We also make sure that we deal with this very common case:
1327
1328         case e of
1329           x -> ...x...
1330
1331 Here we are using the case as a strict let; if x is used only once
1332 then we want to inline it.  We have to be careful that this doesn't
1333 make the program terminate when it would have diverged before, so we
1334 check that
1335         - e is already evaluated (it may so if e is a variable)
1336         - x is used strictly, or
1337
1338 Lastly, the code in SimplUtils.mkCase combines identical RHSs.  So
1339
1340         case e of       ===> case e of DEFAULT -> r
1341            True  -> r
1342            False -> r
1343
1344 Now again the case may be elminated by the CaseElim transformation.
1345
1346
1347 Further notes about case elimination
1348 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1349 Consider:       test :: Integer -> IO ()
1350                 test = print
1351
1352 Turns out that this compiles to:
1353     Print.test
1354       = \ eta :: Integer
1355           eta1 :: State# RealWorld ->
1356           case PrelNum.< eta PrelNum.zeroInteger of wild { __DEFAULT ->
1357           case hPutStr stdout
1358                  (PrelNum.jtos eta ($w[] @ Char))
1359                  eta1
1360           of wild1 { (# new_s, a4 #) -> PrelIO.lvl23 new_s  }}
1361
1362 Notice the strange '<' which has no effect at all. This is a funny one.
1363 It started like this:
1364
1365 f x y = if x < 0 then jtos x
1366           else if y==0 then "" else jtos x
1367
1368 At a particular call site we have (f v 1).  So we inline to get
1369
1370         if v < 0 then jtos x
1371         else if 1==0 then "" else jtos x
1372
1373 Now simplify the 1==0 conditional:
1374
1375         if v<0 then jtos v else jtos v
1376
1377 Now common-up the two branches of the case:
1378
1379         case (v<0) of DEFAULT -> jtos v
1380
1381 Why don't we drop the case?  Because it's strict in v.  It's technically
1382 wrong to drop even unnecessary evaluations, and in practice they
1383 may be a result of 'seq' so we *definitely* don't want to drop those.
1384 I don't really know how to improve this situation.
1385
1386 \begin{code}
1387 ---------------------------------------------------------
1388 --      Eliminate the case if possible
1389
1390 rebuildCase, reallyRebuildCase
1391    :: SimplEnv
1392    -> OutExpr          -- Scrutinee
1393    -> InId             -- Case binder
1394    -> [InAlt]          -- Alternatives (inceasing order)
1395    -> SimplCont
1396    -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1397
1398 --------------------------------------------------
1399 --      1. Eliminate the case if there's a known constructor
1400 --------------------------------------------------
1401
1402 rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1403   | Lit lit <- scrut    -- No need for same treatment as constructors
1404                         -- because literals are inlined more vigorously
1405   = do  { tick (KnownBranch case_bndr)
1406         ; case findAlt (LitAlt lit) alts of
1407             Nothing           -> missingAlt env case_bndr alts cont
1408             Just (_, bs, rhs) -> simple_rhs bs rhs }
1409
1410   | Just (con, ty_args, other_args) <- exprIsConApp_maybe scrut
1411         -- Works when the scrutinee is a variable with a known unfolding
1412         -- as well as when it's an explicit constructor application
1413   = do  { tick (KnownBranch case_bndr)
1414         ; case findAlt (DataAlt con) alts of
1415             Nothing  -> missingAlt env case_bndr alts cont
1416             Just (DEFAULT, bs, rhs) -> simple_rhs bs rhs
1417             Just (_, bs, rhs)       -> knownCon env scrut con ty_args other_args 
1418                                                 case_bndr bs rhs cont
1419         }
1420   where
1421     simple_rhs bs rhs = ASSERT( null bs ) 
1422                         do { env' <- simplNonRecX env case_bndr scrut
1423                            ; simplExprF env' rhs cont }
1424
1425
1426 --------------------------------------------------
1427 --      2. Eliminate the case if scrutinee is evaluated
1428 --------------------------------------------------
1429
1430 rebuildCase env scrut case_bndr [(_, bndrs, rhs)] cont
1431   -- See if we can get rid of the case altogether
1432   -- See Note [Case eliminiation] 
1433   -- mkCase made sure that if all the alternatives are equal,
1434   -- then there is now only one (DEFAULT) rhs
1435  | all isDeadBinder bndrs       -- bndrs are [InId]
1436
1437         -- Check that the scrutinee can be let-bound instead of case-bound
1438  , exprOkForSpeculation scrut
1439                 -- OK not to evaluate it
1440                 -- This includes things like (==# a# b#)::Bool
1441                 -- so that we simplify
1442                 --      case ==# a# b# of { True -> x; False -> x }
1443                 -- to just
1444                 --      x
1445                 -- This particular example shows up in default methods for
1446                 -- comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
1447         || exprIsHNF scrut                      -- It's already evaluated
1448         || var_demanded_later scrut             -- It'll be demanded later
1449
1450 --      || not opt_SimplPedanticBottoms)        -- Or we don't care!
1451 --      We used to allow improving termination by discarding cases, unless -fpedantic-bottoms was on,
1452 --      but that breaks badly for the dataToTag# primop, which relies on a case to evaluate
1453 --      its argument:  case x of { y -> dataToTag# y }
1454 --      Here we must *not* discard the case, because dataToTag# just fetches the tag from
1455 --      the info pointer.  So we'll be pedantic all the time, and see if that gives any
1456 --      other problems
1457 --      Also we don't want to discard 'seq's
1458   = do  { tick (CaseElim case_bndr)
1459         ; env' <- simplNonRecX env case_bndr scrut
1460         ; simplExprF env' rhs cont }
1461   where
1462         -- The case binder is going to be evaluated later,
1463         -- and the scrutinee is a simple variable
1464     var_demanded_later (Var v) = isStrictDmd (idNewDemandInfo case_bndr)
1465                                  && not (isTickBoxOp v)
1466                                     -- ugly hack; covering this case is what
1467                                     -- exprOkForSpeculation was intended for.
1468     var_demanded_later _       = False
1469
1470 rebuildCase env scrut case_bndr alts@[(_, bndrs, rhs)] cont
1471   | all isDeadBinder (case_bndr : bndrs)  -- So this is just 'seq'
1472   =     -- For this case, see Note [User-defined RULES for seq] in MkId
1473     do { let rhs' = substExpr env rhs
1474              out_args = [Type (substTy env (idType case_bndr)), 
1475                          Type (exprType rhs'), scrut, rhs']
1476                       -- Lazily evaluated, so we don't do most of this
1477
1478        ; rule_base <- getSimplRules
1479        ; let rules = getRules rule_base seqId
1480        ; mb_rule <- tryRules env seqId rules out_args cont
1481        ; case mb_rule of 
1482            Just (n_args, res) -> simplExprF (zapSubstEnv env) 
1483                                             (mkApps res (drop n_args out_args))
1484                                             cont
1485            Nothing -> reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont }
1486
1487 rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1488   = reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1489
1490 --------------------------------------------------
1491 --      3. Catch-all case
1492 --------------------------------------------------
1493
1494 reallyRebuildCase env scrut case_bndr alts cont
1495   = do  {       -- Prepare the continuation;
1496                 -- The new subst_env is in place
1497           (env', dup_cont, nodup_cont) <- prepareCaseCont env alts cont
1498
1499         -- Simplify the alternatives
1500         ; (scrut', case_bndr', alts') <- simplAlts env' scrut case_bndr alts dup_cont
1501
1502         -- Check for empty alternatives
1503         ; if null alts' then missingAlt env case_bndr alts cont
1504           else do
1505         { case_expr <- mkCase scrut' case_bndr' alts'
1506
1507         -- Notice that rebuild gets the in-scope set from env, not alt_env
1508         -- The case binder *not* scope over the whole returned case-expression
1509         ; rebuild env' case_expr nodup_cont } }
1510 \end{code}
1511
1512 simplCaseBinder checks whether the scrutinee is a variable, v.  If so,
1513 try to eliminate uses of v in the RHSs in favour of case_bndr; that
1514 way, there's a chance that v will now only be used once, and hence
1515 inlined.
1516
1517 Historical note: we use to do the "case binder swap" in the Simplifier
1518 so there were additional complications if the scrutinee was a variable.
1519 Now the binder-swap stuff is done in the occurrence analyer; see
1520 OccurAnal Note [Binder swap].
1521
1522 Note [zapOccInfo]
1523 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
1524 If the case binder is not dead, then neither are the pattern bound
1525 variables:  
1526         case <any> of x { (a,b) ->
1527         case x of { (p,q) -> p } }
1528 Here (a,b) both look dead, but come alive after the inner case is eliminated.
1529 The point is that we bring into the envt a binding
1530         let x = (a,b)
1531 after the outer case, and that makes (a,b) alive.  At least we do unless
1532 the case binder is guaranteed dead.
1533
1534 In practice, the scrutinee is almost always a variable, so we pretty
1535 much always zap the OccInfo of the binders.  It doesn't matter much though.
1536
1537
1538 Note [Case of cast]
1539 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1540 Consider        case (v `cast` co) of x { I# y ->
1541                 ... (case (v `cast` co) of {...}) ...
1542 We'd like to eliminate the inner case.  We can get this neatly by
1543 arranging that inside the outer case we add the unfolding
1544         v |-> x `cast` (sym co)
1545 to v.  Then we should inline v at the inner case, cancel the casts, and away we go
1546
1547 Note [Improving seq]
1548 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1549 Consider
1550         type family F :: * -> *
1551         type instance F Int = Int
1552
1553         ... case e of x { DEFAULT -> rhs } ...
1554
1555 where x::F Int.  Then we'd like to rewrite (F Int) to Int, getting
1556
1557         case e `cast` co of x'::Int
1558            I# x# -> let x = x' `cast` sym co
1559                     in rhs
1560
1561 so that 'rhs' can take advantage of the form of x'.  
1562
1563 Notice that Note [Case of cast] may then apply to the result. 
1564
1565 Nota Bene: We only do the [Improving seq] transformation if the 
1566 case binder 'x' is actually used in the rhs; that is, if the case 
1567 is *not* a *pure* seq.  
1568   a) There is no point in adding the cast to a pure seq.
1569   b) There is a good reason not to: doing so would interfere 
1570      with seq rules (Note [Built-in RULES for seq] in MkId).
1571      In particular, this [Improving seq] thing *adds* a cast
1572      while [Built-in RULES for seq] *removes* one, so they
1573      just flip-flop.
1574
1575 You might worry about 
1576    case v of x { __DEFAULT ->
1577       ... case (v `cast` co) of y { I# -> ... }}
1578 This is a pure seq (since x is unused), so [Improving seq] won't happen.
1579 But it's ok: the simplifier will replace 'v' by 'x' in the rhs to get
1580    case v of x { __DEFAULT ->
1581       ... case (x `cast` co) of y { I# -> ... }}
1582 Now the outer case is not a pure seq, so [Improving seq] will happen,
1583 and then the inner case will disappear.
1584
1585 The need for [Improving seq] showed up in Roman's experiments.  Example:
1586   foo :: F Int -> Int -> Int
1587   foo t n = t `seq` bar n
1588      where
1589        bar 0 = 0
1590        bar n = bar (n - case t of TI i -> i)
1591 Here we'd like to avoid repeated evaluating t inside the loop, by
1592 taking advantage of the `seq`.
1593
1594 At one point I did transformation in LiberateCase, but it's more
1595 robust here.  (Otherwise, there's a danger that we'll simply drop the
1596 'seq' altogether, before LiberateCase gets to see it.)
1597
1598
1599 \begin{code}
1600 improveSeq :: (FamInstEnv, FamInstEnv) -> SimplEnv
1601            -> OutExpr -> InId -> OutId -> [InAlt]
1602            -> SimplM (SimplEnv, OutExpr, OutId)
1603 -- Note [Improving seq]
1604 improveSeq fam_envs env scrut case_bndr case_bndr1 [(DEFAULT,_,_)]
1605   | not (isDeadBinder case_bndr)        -- Not a pure seq!  See the Note!
1606   , Just (co, ty2) <- topNormaliseType fam_envs (idType case_bndr1)
1607   = do { case_bndr2 <- newId (fsLit "nt") ty2
1608         ; let rhs  = DoneEx (Var case_bndr2 `Cast` mkSymCoercion co)
1609               env2 = extendIdSubst env case_bndr rhs
1610         ; return (env2, scrut `Cast` co, case_bndr2) }
1611
1612 improveSeq _ env scrut _ case_bndr1 _
1613   = return (env, scrut, case_bndr1)
1614 \end{code}
1615
1616
1617 simplAlts does two things:
1618
1619 1.  Eliminate alternatives that cannot match, including the
1620     DEFAULT alternative.
1621
1622 2.  If the DEFAULT alternative can match only one possible constructor,
1623     then make that constructor explicit.
1624     e.g.
1625         case e of x { DEFAULT -> rhs }
1626      ===>
1627         case e of x { (a,b) -> rhs }
1628     where the type is a single constructor type.  This gives better code
1629     when rhs also scrutinises x or e.
1630
1631 Here "cannot match" includes knowledge from GADTs
1632
1633 It's a good idea do do this stuff before simplifying the alternatives, to
1634 avoid simplifying alternatives we know can't happen, and to come up with
1635 the list of constructors that are handled, to put into the IdInfo of the
1636 case binder, for use when simplifying the alternatives.
1637
1638 Eliminating the default alternative in (1) isn't so obvious, but it can
1639 happen:
1640
1641 data Colour = Red | Green | Blue
1642
1643 f x = case x of
1644         Red -> ..
1645         Green -> ..
1646         DEFAULT -> h x
1647
1648 h y = case y of
1649         Blue -> ..
1650         DEFAULT -> [ case y of ... ]
1651
1652 If we inline h into f, the default case of the inlined h can't happen.
1653 If we don't notice this, we may end up filtering out *all* the cases
1654 of the inner case y, which give us nowhere to go!
1655
1656
1657 \begin{code}
1658 simplAlts :: SimplEnv
1659           -> OutExpr
1660           -> InId                       -- Case binder
1661           -> [InAlt]                    -- Non-empty
1662           -> SimplCont
1663           -> SimplM (OutExpr, OutId, [OutAlt])  -- Includes the continuation
1664 -- Like simplExpr, this just returns the simplified alternatives;
1665 -- it not return an environment
1666
1667 simplAlts env scrut case_bndr alts cont'
1668   = -- pprTrace "simplAlts" (ppr alts $$ ppr (seIdSubst env)) $
1669     do  { let env0 = zapFloats env
1670
1671         ; (env1, case_bndr1) <- simplBinder env0 case_bndr
1672
1673         ; fam_envs <- getFamEnvs
1674         ; (alt_env', scrut', case_bndr') <- improveSeq fam_envs env1 scrut 
1675                                                        case_bndr case_bndr1 alts
1676
1677         ; (imposs_deflt_cons, in_alts) <- prepareAlts alt_env' scrut' case_bndr' alts
1678
1679         ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' imposs_deflt_cons case_bndr' cont') in_alts
1680         ; return (scrut', case_bndr', alts') }
1681
1682 ------------------------------------
1683 simplAlt :: SimplEnv
1684          -> [AltCon]    -- These constructors can't be present when
1685                         -- matching the DEFAULT alternative
1686          -> OutId       -- The case binder
1687          -> SimplCont
1688          -> InAlt
1689          -> SimplM OutAlt
1690
1691 simplAlt env imposs_deflt_cons case_bndr' cont' (DEFAULT, bndrs, rhs)
1692   = ASSERT( null bndrs )
1693     do  { let env' = addBinderOtherCon env case_bndr' imposs_deflt_cons
1694                 -- Record the constructors that the case-binder *can't* be.
1695         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
1696         ; return (DEFAULT, [], rhs') }
1697
1698 simplAlt env _ case_bndr' cont' (LitAlt lit, bndrs, rhs)
1699   = ASSERT( null bndrs )
1700     do  { let env' = addBinderUnfolding env case_bndr' (Lit lit)
1701         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
1702         ; return (LitAlt lit, [], rhs') }
1703
1704 simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
1705   = do  {       -- Deal with the pattern-bound variables
1706                 -- Mark the ones that are in ! positions in the
1707                 -- data constructor as certainly-evaluated.
1708                 -- NB: simplLamBinders preserves this eval info
1709           let vs_with_evals = add_evals (dataConRepStrictness con)
1710         ; (env', vs') <- simplLamBndrs env vs_with_evals
1711
1712                 -- Bind the case-binder to (con args)
1713         ; let inst_tys' = tyConAppArgs (idType case_bndr')
1714               con_args  = map Type inst_tys' ++ varsToCoreExprs vs'
1715               env''     = addBinderUnfolding env' case_bndr'
1716                                              (mkConApp con con_args)
1717
1718         ; rhs' <- simplExprC env'' rhs cont'
1719         ; return (DataAlt con, vs', rhs') }
1720   where
1721         -- add_evals records the evaluated-ness of the bound variables of
1722         -- a case pattern.  This is *important*.  Consider
1723         --      data T = T !Int !Int
1724         --
1725         --      case x of { T a b -> T (a+1) b }
1726         --
1727         -- We really must record that b is already evaluated so that we don't
1728         -- go and re-evaluate it when constructing the result.
1729         -- See Note [Data-con worker strictness] in MkId.lhs
1730     add_evals the_strs
1731         = go vs the_strs
1732         where
1733           go [] [] = []
1734           go (v:vs') strs | isTyVar v = v : go vs' strs
1735           go (v:vs') (str:strs)
1736             | isMarkedStrict str = evald_v  : go vs' strs
1737             | otherwise          = zapped_v : go vs' strs
1738             where
1739               zapped_v = zap_occ_info v
1740               evald_v  = zapped_v `setIdUnfolding` evaldUnfolding
1741           go _ _ = pprPanic "cat_evals" (ppr con $$ ppr vs $$ ppr the_strs)
1742
1743         -- See Note [zapOccInfo]
1744         -- zap_occ_info: if the case binder is alive, then we add the unfolding
1745         --      case_bndr = C vs
1746         -- to the envt; so vs are now very much alive
1747         -- Note [Aug06] I can't see why this actually matters, but it's neater
1748         --        case e of t { (a,b) -> ...(case t of (p,q) -> p)... }
1749         --   ==>  case e of t { (a,b) -> ...(a)... }
1750         -- Look, Ma, a is alive now.
1751     zap_occ_info = zapCasePatIdOcc case_bndr'
1752
1753 addBinderUnfolding :: SimplEnv -> Id -> CoreExpr -> SimplEnv
1754 addBinderUnfolding env bndr rhs
1755   = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkUnfolding False rhs)
1756
1757 addBinderOtherCon :: SimplEnv -> Id -> [AltCon] -> SimplEnv
1758 addBinderOtherCon env bndr cons
1759   = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkOtherCon cons)
1760
1761 zapCasePatIdOcc :: Id -> Id -> Id
1762 -- Consider  case e of b { (a,b) -> ... }
1763 -- Then if we bind b to (a,b) in "...", and b is not dead,
1764 -- then we must zap the deadness info on a,b
1765 zapCasePatIdOcc case_bndr
1766   | isDeadBinder case_bndr = \ pat_id -> pat_id
1767   | otherwise              = \ pat_id -> zapIdOccInfo pat_id
1768 \end{code}
1769
1770
1771 %************************************************************************
1772 %*                                                                      *
1773 \subsection{Known constructor}
1774 %*                                                                      *
1775 %************************************************************************
1776
1777 We are a bit careful with occurrence info.  Here's an example
1778
1779         (\x* -> case x of (a*, b) -> f a) (h v, e)
1780
1781 where the * means "occurs once".  This effectively becomes
1782         case (h v, e) of (a*, b) -> f a)
1783 and then
1784         let a* = h v; b = e in f a
1785 and then
1786         f (h v)
1787
1788 All this should happen in one sweep.
1789
1790 \begin{code}
1791 knownCon :: SimplEnv            
1792          -> OutExpr                             -- The scrutinee
1793          -> DataCon -> [OutType] -> [OutExpr]   -- The scrutinee (in pieces)
1794          -> InId -> [InBndr] -> InExpr          -- The alternative
1795          -> SimplCont
1796          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1797
1798 knownCon env scrut dc dc_ty_args dc_args bndr bs rhs cont
1799   = do  { env' <- bind_args env bs dc_args
1800         ; let
1801                 -- It's useful to bind bndr to scrut, rather than to a fresh
1802                 -- binding      x = Con arg1 .. argn
1803                 -- because very often the scrut is a variable, so we avoid
1804                 -- creating, and then subsequently eliminating, a let-binding
1805                 -- BUT, if scrut is a not a variable, we must be careful
1806                 -- about duplicating the arg redexes; in that case, make
1807                 -- a new con-app from the args
1808                 bndr_rhs | exprIsTrivial scrut = scrut
1809                          | otherwise           = con_app
1810                 con_app = Var (dataConWorkId dc) 
1811                           `mkTyApps` dc_ty_args
1812                           `mkApps`   [substExpr env' (varToCoreExpr b) | b <- bs]
1813                          -- dc_ty_args are aready OutTypes, but bs are InBndrs
1814
1815         ; env'' <- simplNonRecX env' bndr bndr_rhs
1816         ; simplExprF env'' rhs cont }
1817   where
1818     zap_occ = zapCasePatIdOcc bndr    -- bndr is an InId
1819
1820                   -- Ugh!
1821     bind_args env' [] _  = return env'
1822
1823     bind_args env' (b:bs') (Type ty : args)
1824       = ASSERT( isTyVar b )
1825         bind_args (extendTvSubst env' b ty) bs' args
1826
1827     bind_args env' (b:bs') (arg : args)
1828       = ASSERT( isId b )
1829         do { let b' = zap_occ b
1830              -- Note that the binder might be "dead", because it doesn't
1831              -- occur in the RHS; and simplNonRecX may therefore discard
1832              -- it via postInlineUnconditionally.
1833              -- Nevertheless we must keep it if the case-binder is alive,
1834              -- because it may be used in the con_app.  See Note [zapOccInfo]
1835            ; env'' <- simplNonRecX env' b' arg
1836            ; bind_args env'' bs' args }
1837
1838     bind_args _ _ _ =
1839       pprPanic "bind_args" $ ppr dc $$ ppr bs $$ ppr dc_args $$
1840                              text "scrut:" <+> ppr scrut
1841
1842 -------------------
1843 missingAlt :: SimplEnv -> Id -> [InAlt] -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
1844                 -- This isn't strictly an error, although it is unusual. 
1845                 -- It's possible that the simplifer might "see" that 
1846                 -- an inner case has no accessible alternatives before 
1847                 -- it "sees" that the entire branch of an outer case is 
1848                 -- inaccessible.  So we simply put an error case here instead.
1849 missingAlt env case_bndr alts cont
1850   = WARN( True, ptext (sLit "missingAlt") <+> ppr case_bndr )
1851     return (env, mkImpossibleExpr res_ty)
1852   where
1853     res_ty = contResultType env (substTy env (coreAltsType alts)) cont
1854 \end{code}
1855
1856
1857 %************************************************************************
1858 %*                                                                      *
1859 \subsection{Duplicating continuations}
1860 %*                                                                      *
1861 %************************************************************************
1862
1863 \begin{code}
1864 prepareCaseCont :: SimplEnv
1865                 -> [InAlt] -> SimplCont
1866                 -> SimplM (SimplEnv, SimplCont,SimplCont)
1867                         -- Return a duplicatable continuation, a non-duplicable part
1868                         -- plus some extra bindings (that scope over the entire
1869                         -- continunation)
1870
1871         -- No need to make it duplicatable if there's only one alternative
1872 prepareCaseCont env [_] cont = return (env, cont, mkBoringStop)
1873 prepareCaseCont env _   cont = mkDupableCont env cont
1874 \end{code}
1875
1876 \begin{code}
1877 mkDupableCont :: SimplEnv -> SimplCont
1878               -> SimplM (SimplEnv, SimplCont, SimplCont)
1879
1880 mkDupableCont env cont
1881   | contIsDupable cont
1882   = return (env, cont, mkBoringStop)
1883
1884 mkDupableCont _   (Stop {}) = panic "mkDupableCont"     -- Handled by previous eqn
1885
1886 mkDupableCont env (CoerceIt ty cont)
1887   = do  { (env', dup, nodup) <- mkDupableCont env cont
1888         ; return (env', CoerceIt ty dup, nodup) }
1889
1890 mkDupableCont env cont@(StrictBind {})
1891   =  return (env, mkBoringStop, cont)
1892         -- See Note [Duplicating StrictBind]
1893
1894 mkDupableCont env (StrictArg fun cci ai cont)
1895         -- See Note [Duplicating StrictArg]
1896   = do { (env', dup, nodup) <- mkDupableCont env cont
1897        ; (env'', fun') <- mk_dupable_call env' fun
1898        ; return (env'', StrictArg fun' cci ai dup, nodup) }
1899   where
1900     mk_dupable_call env (Var v)       = return (env, Var v)
1901     mk_dupable_call env (App fun arg) = do { (env', fun') <- mk_dupable_call env fun
1902                                            ; (env'', arg') <- makeTrivial env' arg
1903                                            ; return (env'', fun' `App` arg') }
1904     mk_dupable_call _ other = pprPanic "mk_dupable_call" (ppr other)
1905         -- The invariant of StrictArg is that the first arg is always an App chain
1906
1907 mkDupableCont env (ApplyTo _ arg se cont)
1908   =     -- e.g.         [...hole...] (...arg...)
1909         --      ==>
1910         --              let a = ...arg...
1911         --              in [...hole...] a
1912     do  { (env', dup_cont, nodup_cont) <- mkDupableCont env cont
1913         ; arg' <- simplExpr (se `setInScope` env') arg
1914         ; (env'', arg'') <- makeTrivial env' arg'
1915         ; let app_cont = ApplyTo OkToDup arg'' (zapSubstEnv env'') dup_cont
1916         ; return (env'', app_cont, nodup_cont) }
1917
1918 mkDupableCont env cont@(Select _ case_bndr [(_, bs, _rhs)] _ _)
1919 --  See Note [Single-alternative case]
1920 --  | not (exprIsDupable rhs && contIsDupable case_cont)
1921 --  | not (isDeadBinder case_bndr)
1922   | all isDeadBinder bs  -- InIds
1923     && not (isUnLiftedType (idType case_bndr))
1924     -- Note [Single-alternative-unlifted]
1925   = return (env, mkBoringStop, cont)
1926
1927 mkDupableCont env (Select _ case_bndr alts se cont)
1928   =     -- e.g.         (case [...hole...] of { pi -> ei })
1929         --      ===>
1930         --              let ji = \xij -> ei
1931         --              in case [...hole...] of { pi -> ji xij }
1932     do  { tick (CaseOfCase case_bndr)
1933         ; (env', dup_cont, nodup_cont) <- mkDupableCont env cont
1934                 -- NB: call mkDupableCont here, *not* prepareCaseCont
1935                 -- We must make a duplicable continuation, whereas prepareCaseCont
1936                 -- doesn't when there is a single case branch
1937
1938         ; let alt_env = se `setInScope` env'
1939         ; (alt_env', case_bndr') <- simplBinder alt_env case_bndr
1940         ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' [] case_bndr' dup_cont) alts
1941         -- Safe to say that there are no handled-cons for the DEFAULT case
1942                 -- NB: simplBinder does not zap deadness occ-info, so
1943                 -- a dead case_bndr' will still advertise its deadness
1944                 -- This is really important because in
1945                 --      case e of b { (# p,q #) -> ... }
1946                 -- b is always dead, and indeed we are not allowed to bind b to (# p,q #),
1947                 -- which might happen if e was an explicit unboxed pair and b wasn't marked dead.
1948                 -- In the new alts we build, we have the new case binder, so it must retain
1949                 -- its deadness.
1950         -- NB: we don't use alt_env further; it has the substEnv for
1951         --     the alternatives, and we don't want that
1952
1953         ; (env'', alts'') <- mkDupableAlts env' case_bndr' alts'
1954         ; return (env'',  -- Note [Duplicated env]
1955                   Select OkToDup case_bndr' alts'' (zapSubstEnv env'') mkBoringStop,
1956                   nodup_cont) }
1957
1958
1959 mkDupableAlts :: SimplEnv -> OutId -> [InAlt]
1960               -> SimplM (SimplEnv, [InAlt])
1961 -- Absorbs the continuation into the new alternatives
1962
1963 mkDupableAlts env case_bndr' the_alts
1964   = go env the_alts
1965   where
1966     go env0 [] = return (env0, [])
1967     go env0 (alt:alts)
1968         = do { (env1, alt') <- mkDupableAlt env0 case_bndr' alt
1969              ; (env2, alts') <- go env1 alts
1970              ; return (env2, alt' : alts' ) }
1971
1972 mkDupableAlt :: SimplEnv -> OutId -> (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr)
1973               -> SimplM (SimplEnv, (AltCon, [CoreBndr], CoreExpr))
1974 mkDupableAlt env case_bndr (con, bndrs', rhs')
1975   | exprIsDupable rhs'  -- Note [Small alternative rhs]
1976   = return (env, (con, bndrs', rhs'))
1977   | otherwise
1978   = do  { let rhs_ty'  = exprType rhs'
1979               scrut_ty = idType case_bndr
1980               case_bndr_w_unf   
1981                 = case con of 
1982                       DEFAULT    -> case_bndr                                   
1983                       DataAlt dc -> setIdUnfolding case_bndr unf
1984                           where
1985                                  -- See Note [Case binders and join points]
1986                              unf = mkInlineRule InlSat rhs 0
1987                              rhs = mkConApp dc (map Type (tyConAppArgs scrut_ty)
1988                                                 ++ varsToCoreExprs bndrs')
1989
1990                       LitAlt {} -> WARN( True, ptext (sLit "mkDupableAlt")
1991                                                 <+> ppr case_bndr <+> ppr con )
1992                                    case_bndr
1993                            -- The case binder is alive but trivial, so why has 
1994                            -- it not been substituted away?
1995
1996               used_bndrs' | isDeadBinder case_bndr = filter abstract_over bndrs'
1997                           | otherwise              = bndrs' ++ [case_bndr_w_unf]
1998               
1999               abstract_over bndr
2000                   | isTyVar bndr = True -- Abstract over all type variables just in case
2001                   | otherwise    = not (isDeadBinder bndr)
2002                         -- The deadness info on the new Ids is preserved by simplBinders
2003
2004         ; (final_bndrs', final_args)    -- Note [Join point abstraction]
2005                 <- if (any isId used_bndrs')
2006                    then return (used_bndrs', varsToCoreExprs used_bndrs')
2007                     else do { rw_id <- newId (fsLit "w") realWorldStatePrimTy
2008                             ; return ([rw_id], [Var realWorldPrimId]) }
2009
2010         ; join_bndr <- newId (fsLit "$j") (mkPiTypes final_bndrs' rhs_ty')
2011                 -- Note [Funky mkPiTypes]
2012
2013         ; let   -- We make the lambdas into one-shot-lambdas.  The
2014                 -- join point is sure to be applied at most once, and doing so
2015                 -- prevents the body of the join point being floated out by
2016                 -- the full laziness pass
2017                 really_final_bndrs     = map one_shot final_bndrs'
2018                 one_shot v | isId v    = setOneShotLambda v
2019                            | otherwise = v
2020                 join_rhs  = mkLams really_final_bndrs rhs'
2021                 join_call = mkApps (Var join_bndr) final_args
2022
2023         ; env' <- addPolyBind NotTopLevel env (NonRec join_bndr join_rhs)
2024         ; return (env', (con, bndrs', join_call)) }
2025                 -- See Note [Duplicated env]
2026 \end{code}
2027
2028 Note [Case binders and join points]
2029 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2030 Consider this 
2031    case (case .. ) of c {
2032      I# c# -> ....c....
2033
2034 If we make a join point with c but not c# we get
2035   $j = \c -> ....c....
2036
2037 But if later inlining scrutines the c, thus
2038
2039   $j = \c -> ... case c of { I# y -> ... } ...
2040
2041 we won't see that 'c' has already been scrutinised.  This actually
2042 happens in the 'tabulate' function in wave4main, and makes a significant
2043 difference to allocation.
2044
2045 An alternative plan is this:
2046
2047    $j = \c# -> let c = I# c# in ...c....
2048
2049 but that is bad if 'c' is *not* later scrutinised.  
2050
2051 So instead we do both: we pass 'c' and 'c#' , and record in c's inlining
2052 that it's really I# c#, thus
2053    
2054    $j = \c# -> \c[=I# c#] -> ...c....
2055
2056 Absence analysis may later discard 'c'.
2057
2058    
2059 Note [Duplicated env]
2060 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2061 Some of the alternatives are simplified, but have not been turned into a join point
2062 So they *must* have an zapped subst-env.  So we can't use completeNonRecX to
2063 bind the join point, because it might to do PostInlineUnconditionally, and
2064 we'd lose that when zapping the subst-env.  We could have a per-alt subst-env,
2065 but zapping it (as we do in mkDupableCont, the Select case) is safe, and
2066 at worst delays the join-point inlining.
2067
2068 Note [Small alternative rhs]
2069 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2070 It is worth checking for a small RHS because otherwise we
2071 get extra let bindings that may cause an extra iteration of the simplifier to
2072 inline back in place.  Quite often the rhs is just a variable or constructor.
2073 The Ord instance of Maybe in PrelMaybe.lhs, for example, took several extra
2074 iterations because the version with the let bindings looked big, and so wasn't
2075 inlined, but after the join points had been inlined it looked smaller, and so
2076 was inlined.
2077
2078 NB: we have to check the size of rhs', not rhs.
2079 Duplicating a small InAlt might invalidate occurrence information
2080 However, if it *is* dupable, we return the *un* simplified alternative,
2081 because otherwise we'd need to pair it up with an empty subst-env....
2082 but we only have one env shared between all the alts.
2083 (Remember we must zap the subst-env before re-simplifying something).
2084 Rather than do this we simply agree to re-simplify the original (small) thing later.
2085
2086 Note [Funky mkPiTypes]
2087 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2088 Notice the funky mkPiTypes.  If the contructor has existentials
2089 it's possible that the join point will be abstracted over
2090 type varaibles as well as term variables.
2091  Example:  Suppose we have
2092         data T = forall t.  C [t]
2093  Then faced with
2094         case (case e of ...) of
2095             C t xs::[t] -> rhs
2096  We get the join point
2097         let j :: forall t. [t] -> ...
2098             j = /\t \xs::[t] -> rhs
2099         in
2100         case (case e of ...) of
2101             C t xs::[t] -> j t xs
2102
2103 Note [Join point abstaction]
2104 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2105 If we try to lift a primitive-typed something out
2106 for let-binding-purposes, we will *caseify* it (!),
2107 with potentially-disastrous strictness results.  So
2108 instead we turn it into a function: \v -> e
2109 where v::State# RealWorld#.  The value passed to this function
2110 is realworld#, which generates (almost) no code.
2111
2112 There's a slight infelicity here: we pass the overall
2113 case_bndr to all the join points if it's used in *any* RHS,
2114 because we don't know its usage in each RHS separately
2115
2116 We used to say "&& isUnLiftedType rhs_ty'" here, but now
2117 we make the join point into a function whenever used_bndrs'
2118 is empty.  This makes the join-point more CPR friendly.
2119 Consider:       let j = if .. then I# 3 else I# 4
2120                 in case .. of { A -> j; B -> j; C -> ... }
2121
2122 Now CPR doesn't w/w j because it's a thunk, so
2123 that means that the enclosing function can't w/w either,
2124 which is a lose.  Here's the example that happened in practice:
2125         kgmod :: Int -> Int -> Int
2126         kgmod x y = if x > 0 && y < 0 || x < 0 && y > 0
2127                     then 78
2128                     else 5
2129
2130 I have seen a case alternative like this:
2131         True -> \v -> ...
2132 It's a bit silly to add the realWorld dummy arg in this case, making
2133         $j = \s v -> ...
2134            True -> $j s
2135 (the \v alone is enough to make CPR happy) but I think it's rare
2136
2137 Note [Duplicating StrictArg]
2138 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2139 The original plan had (where E is a big argument)
2140 e.g.    f E [..hole..]
2141         ==>     let $j = \a -> f E a
2142                 in $j [..hole..]
2143
2144 But this is terrible! Here's an example:
2145         && E (case x of { T -> F; F -> T })
2146 Now, && is strict so we end up simplifying the case with
2147 an ArgOf continuation.  If we let-bind it, we get
2148         let $j = \v -> && E v
2149         in simplExpr (case x of { T -> F; F -> T })
2150                      (ArgOf (\r -> $j r)
2151 And after simplifying more we get
2152         let $j = \v -> && E v
2153         in case x of { T -> $j F; F -> $j T }
2154 Which is a Very Bad Thing
2155
2156 What we do now is this
2157         f E [..hole..]
2158         ==>     let a = E
2159                 in f a [..hole..]
2160 Now if the thing in the hole is a case expression (which is when
2161 we'll call mkDupableCont), we'll push the function call into the
2162 branches, which is what we want.  Now RULES for f may fire, and
2163 call-pattern specialisation.  Here's an example from Trac #3116
2164      go (n+1) (case l of
2165                  1  -> bs'
2166                  _  -> Chunk p fpc (o+1) (l-1) bs')
2167 If we can push the call for 'go' inside the case, we get
2168 call-pattern specialisation for 'go', which is *crucial* for 
2169 this program.
2170
2171 Here is the (&&) example: 
2172         && E (case x of { T -> F; F -> T })
2173   ==>   let a = E in 
2174         case x of { T -> && a F; F -> && a T }
2175 Much better!
2176
2177 Notice that 
2178   * Arguments to f *after* the strict one are handled by 
2179     the ApplyTo case of mkDupableCont.  Eg
2180         f [..hole..] E
2181
2182   * We can only do the let-binding of E because the function
2183     part of a StrictArg continuation is an explicit syntax
2184     tree.  In earlier versions we represented it as a function
2185     (CoreExpr -> CoreEpxr) which we couldn't take apart.
2186
2187 Do *not* duplicate StrictBind and StritArg continuations.  We gain
2188 nothing by propagating them into the expressions, and we do lose a
2189 lot.  
2190
2191 The desire not to duplicate is the entire reason that
2192 mkDupableCont returns a pair of continuations.
2193
2194 Note [Duplicating StrictBind]
2195 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2196 Unlike StrictArg, there doesn't seem anything to gain from
2197 duplicating a StrictBind continuation, so we don't.
2198
2199 The desire not to duplicate is the entire reason that
2200 mkDupableCont returns a pair of continuations.
2201
2202
2203 Note [Single-alternative cases]
2204 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2205 This case is just like the ArgOf case.  Here's an example:
2206         data T a = MkT !a
2207         ...(MkT (abs x))...
2208 Then we get
2209         case (case x of I# x' ->
2210               case x' <# 0# of
2211                 True  -> I# (negate# x')
2212                 False -> I# x') of y {
2213           DEFAULT -> MkT y
2214 Because the (case x) has only one alternative, we'll transform to
2215         case x of I# x' ->
2216         case (case x' <# 0# of
2217                 True  -> I# (negate# x')
2218                 False -> I# x') of y {
2219           DEFAULT -> MkT y
2220 But now we do *NOT* want to make a join point etc, giving
2221         case x of I# x' ->
2222         let $j = \y -> MkT y
2223         in case x' <# 0# of
2224                 True  -> $j (I# (negate# x'))
2225                 False -> $j (I# x')
2226 In this case the $j will inline again, but suppose there was a big
2227 strict computation enclosing the orginal call to MkT.  Then, it won't
2228 "see" the MkT any more, because it's big and won't get duplicated.
2229 And, what is worse, nothing was gained by the case-of-case transform.
2230
2231 When should use this case of mkDupableCont?
2232 However, matching on *any* single-alternative case is a *disaster*;
2233   e.g.  case (case ....) of (a,b) -> (# a,b #)
2234   We must push the outer case into the inner one!
2235 Other choices:
2236
2237    * Match [(DEFAULT,_,_)], but in the common case of Int,
2238      the alternative-filling-in code turned the outer case into
2239                 case (...) of y { I# _ -> MkT y }
2240
2241    * Match on single alternative plus (not (isDeadBinder case_bndr))
2242      Rationale: pushing the case inwards won't eliminate the construction.
2243      But there's a risk of
2244                 case (...) of y { (a,b) -> let z=(a,b) in ... }
2245      Now y looks dead, but it'll come alive again.  Still, this
2246      seems like the best option at the moment.
2247
2248    * Match on single alternative plus (all (isDeadBinder bndrs))
2249      Rationale: this is essentially  seq.
2250
2251    * Match when the rhs is *not* duplicable, and hence would lead to a
2252      join point.  This catches the disaster-case above.  We can test
2253      the *un-simplified* rhs, which is fine.  It might get bigger or
2254      smaller after simplification; if it gets smaller, this case might
2255      fire next time round.  NB also that we must test contIsDupable
2256      case_cont *btoo, because case_cont might be big!
2257
2258      HOWEVER: I found that this version doesn't work well, because
2259      we can get         let x = case (...) of { small } in ...case x...
2260      When x is inlined into its full context, we find that it was a bad
2261      idea to have pushed the outer case inside the (...) case.
2262
2263 Note [Single-alternative-unlifted]
2264 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2265 Here's another single-alternative where we really want to do case-of-case:
2266
2267 data Mk1 = Mk1 Int#
2268 data Mk1 = Mk2 Int#
2269
2270 M1.f =
2271     \r [x_s74 y_s6X]
2272         case
2273             case y_s6X of tpl_s7m {
2274               M1.Mk1 ipv_s70 -> ipv_s70;
2275               M1.Mk2 ipv_s72 -> ipv_s72;
2276             }
2277         of
2278         wild_s7c
2279         { __DEFAULT ->
2280               case
2281                   case x_s74 of tpl_s7n {
2282                     M1.Mk1 ipv_s77 -> ipv_s77;
2283                     M1.Mk2 ipv_s79 -> ipv_s79;
2284                   }
2285               of
2286               wild1_s7b
2287               { __DEFAULT -> ==# [wild1_s7b wild_s7c];
2288               };
2289         };
2290
2291 So the outer case is doing *nothing at all*, other than serving as a
2292 join-point.  In this case we really want to do case-of-case and decide
2293 whether to use a real join point or just duplicate the continuation.
2294
2295 Hence: check whether the case binder's type is unlifted, because then
2296 the outer case is *not* a seq.