Make dumpIfSet_dyn_or use dumpSDoc
[ghc-hetmet.git] / compiler / simplCore / Simplify.lhs
index b0718e4..b187897 100644 (file)
@@ -15,34 +15,33 @@ import SimplEnv
 import SimplUtils
 import FamInstEnv      ( FamInstEnv )
 import Id
-import MkId            ( mkImpossibleExpr, seqId )
-import Var
+import MkId            ( seqId, realWorldPrimId )
+import MkCore          ( mkImpossibleExpr )
 import IdInfo
 import Name            ( mkSystemVarName, isExternalName )
-import Coercion
+import Coercion hiding  ( substCo, substTy, substCoVar, extendTvSubst )
 import OptCoercion     ( optCoercion )
 import FamInstEnv       ( topNormaliseType )
 import DataCon          ( DataCon, dataConWorkId, dataConRepStrictness )
-import CoreMonad       ( SimplifierSwitch(..), Tick(..) )
+import CoreMonad        ( Tick(..), SimplifierMode(..) )
 import CoreSyn
-import Demand           ( isStrictDmd, splitStrictSig )
+import Demand           ( isStrictDmd )
 import PprCore          ( pprParendExpr, pprCoreExpr )
-import CoreUnfold       ( mkUnfolding, mkCoreUnfolding, mkInlineRule, 
-                          exprIsConApp_maybe, callSiteInline, CallCtxt(..) )
+import CoreUnfold 
 import CoreUtils
 import qualified CoreSubst
-import CoreArity       ( exprArity )
+import CoreArity
 import Rules            ( lookupRule, getRules )
 import BasicTypes       ( isMarkedStrict, Arity )
 import CostCentre       ( currentCCS, pushCCisNop )
 import TysPrim          ( realWorldStatePrimTy )
-import PrelInfo         ( realWorldPrimId )
 import BasicTypes       ( TopLevelFlag(..), isTopLevel, RecFlag(..) )
 import MonadUtils      ( foldlM, mapAccumLM )
-import Maybes           ( orElse )
+import Maybes           ( orElse, isNothing )
 import Data.List        ( mapAccumL )
 import Outputable
 import FastString
+import Pair
 \end{code}
 
 
@@ -236,7 +235,7 @@ simplTopBinds env0 binds0
     trace_bind False _    = \x -> x
 
     simpl_bind env (Rec pairs)  = simplRecBind      env  TopLevel pairs
-    simpl_bind env (NonRec b r) = simplRecOrTopPair env' TopLevel b b' r
+    simpl_bind env (NonRec b r) = simplRecOrTopPair env' TopLevel NonRecursive b b' r
         where
           (env', b') = addBndrRules env b (lookupRecBndr env b)
 \end{code}
@@ -271,7 +270,7 @@ simplRecBind env0 top_lvl pairs0
     go env [] = return env
 
     go env ((old_bndr, new_bndr, rhs) : pairs)
-        = do { env' <- simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
+        = do { env' <- simplRecOrTopPair env top_lvl Recursive old_bndr new_bndr rhs
              ; go env' pairs }
 \end{code}
 
@@ -283,18 +282,17 @@ It assumes the binder has already been simplified, but not its IdInfo.
 
 \begin{code}
 simplRecOrTopPair :: SimplEnv
-                  -> TopLevelFlag
+                  -> TopLevelFlag -> RecFlag
                   -> InId -> OutBndr -> InExpr  -- Binder and rhs
                   -> SimplM SimplEnv    -- Returns an env that includes the binding
 
-simplRecOrTopPair env top_lvl old_bndr new_bndr rhs
+simplRecOrTopPair env top_lvl is_rec old_bndr new_bndr rhs
   | preInlineUnconditionally env top_lvl old_bndr rhs   -- Check for unconditional inline
   = do  { tick (PreInlineUnconditionally old_bndr)
         ; return (extendIdSubst env old_bndr (mkContEx env rhs)) }
 
   | otherwise
-  = simplLazyBind env top_lvl Recursive old_bndr new_bndr rhs env
-        -- May not actually be recursive, but it doesn't matter
+  = simplLazyBind env top_lvl is_rec old_bndr new_bndr rhs env
 \end{code}
 
 
@@ -321,7 +319,8 @@ simplLazyBind :: SimplEnv
               -> SimplM SimplEnv
 
 simplLazyBind env top_lvl is_rec bndr bndr1 rhs rhs_se
-  = do  { let   rhs_env     = rhs_se `setInScope` env
+  = -- pprTrace "simplLazyBind" ((ppr bndr <+> ppr bndr1) $$ ppr rhs $$ ppr (seIdSubst rhs_se)) $
+    do  { let   rhs_env     = rhs_se `setInScope` env
                (tvs, body) = case collectTyBinders rhs of
                                (tvs, body) | not_lam body -> (tvs,body)
                                            | otherwise    -> ([], rhs)
@@ -370,8 +369,11 @@ simplNonRecX :: SimplEnv
              -> SimplM SimplEnv
 
 simplNonRecX env bndr new_rhs
-  | isDeadBinder bndr  -- Not uncommon; e.g. case (a,b) of b { (p,q) -> p }
-  = return env         --               Here b is dead, and we avoid creating
+  | isDeadBinder bndr  -- Not uncommon; e.g. case (a,b) of c { (p,q) -> p }
+  = return env         --               Here c is dead, and we avoid creating
+                       --               the binding c = (a,b)
+  | Coercion co <- new_rhs    
+  = return (extendCvSubst env bndr co)
   | otherwise          --               the binding b = (a,b)
   = do  { (env', bndr') <- simplBinder env bndr
         ; completeNonRecX NotTopLevel env' (isStrictId bndr) bndr bndr' new_rhs }
@@ -386,7 +388,7 @@ completeNonRecX :: TopLevelFlag -> SimplEnv
 
 completeNonRecX top_lvl env is_strict old_bndr new_bndr new_rhs
   = do  { (env1, rhs1) <- prepareRhs top_lvl (zapFloats env) new_bndr new_rhs
-        ; (env2, rhs2) <-
+        ; (env2, rhs2) <- 
                 if doFloatFromRhs NotTopLevel NonRecursive is_strict rhs1 env1
                 then do { tick LetFloatFromLet
                         ; return (addFloats env env1, rhs1) }   -- Add the floats to the main env
@@ -439,7 +441,7 @@ That's what the 'go' loop in prepareRhs does
 prepareRhs :: TopLevelFlag -> SimplEnv -> OutId -> OutExpr -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
 -- Adds new floats to the env iff that allows us to return a good RHS
 prepareRhs top_lvl env id (Cast rhs co)    -- Note [Float coercions]
-  | (ty1, _ty2) <- coercionKind co       -- Do *not* do this if rhs has an unlifted type
+  | Pair ty1 _ty2 <- coercionKind co       -- Do *not* do this if rhs has an unlifted type
   , not (isUnLiftedType ty1)            -- see Note [Float coercions (unlifted)]
   = do  { (env', rhs') <- makeTrivialWithInfo top_lvl env sanitised_info rhs
         ; return (env', Cast rhs' co) }
@@ -546,7 +548,7 @@ makeTrivialWithInfo top_lvl env info expr
   = do  { uniq <- getUniqueM
         ; let name = mkSystemVarName uniq (fsLit "a")
               var = mkLocalIdWithInfo name expr_ty info
-        ; env' <- completeNonRecX top_lvl env False var var expr
+        ; env'  <- completeNonRecX top_lvl env False var var expr
        ; expr' <- simplVar env' var
         ; return (env', expr') }
        -- The simplVar is needed becase we're constructing a new binding
@@ -627,21 +629,45 @@ completeBind :: SimplEnv
 --      * or by adding to the floats in the envt
 
 completeBind env top_lvl old_bndr new_bndr new_rhs
-  = do { let old_info = idInfo old_bndr
-             old_unf  = unfoldingInfo old_info
-             occ_info = occInfo old_info
+ | isCoVar old_bndr
+ = case new_rhs of
+     Coercion co -> return (extendCvSubst env old_bndr co)
+     _           -> return (addNonRec env new_bndr new_rhs)
 
-       ; new_unfolding <- simplUnfolding env top_lvl old_bndr occ_info new_rhs old_unf
+ | otherwise
+ = ASSERT( isId new_bndr )
+   do { let old_info = idInfo old_bndr
+           old_unf  = unfoldingInfo old_info
+           occ_info = occInfo old_info
 
-       ; if postInlineUnconditionally env top_lvl new_bndr occ_info new_rhs new_unfolding
+       -- Do eta-expansion on the RHS of the binding
+        -- See Note [Eta-expanding at let bindings] in SimplUtils
+      ; (new_arity, final_rhs) <- tryEtaExpand env new_bndr new_rhs
+
+       -- Simplify the unfolding
+      ; new_unfolding <- simplUnfolding env top_lvl old_bndr final_rhs old_unf
+
+      ; if postInlineUnconditionally env top_lvl new_bndr occ_info final_rhs new_unfolding
                        -- Inline and discard the binding
-         then do  { tick (PostInlineUnconditionally old_bndr)
-                  ; -- pprTrace "postInlineUnconditionally" (ppr old_bndr <+> equals <+> ppr new_rhs) $
-                     return (extendIdSubst env old_bndr (DoneEx new_rhs)) }
+       then do  { tick (PostInlineUnconditionally old_bndr)
+                ; return (extendIdSubst env old_bndr (DoneEx final_rhs)) }
                -- Use the substitution to make quite, quite sure that the
                -- substitution will happen, since we are going to discard the binding
+       else
+   do { let info1 = idInfo new_bndr `setArityInfo` new_arity
+       
+              -- Unfolding info: Note [Setting the new unfolding]
+           info2 = info1 `setUnfoldingInfo` new_unfolding
+
+             -- Demand info: Note [Setting the demand info]
+            info3 | isEvaldUnfolding new_unfolding = zapDemandInfo info2 `orElse` info2
+                  | otherwise                      = info2
 
-         else return (addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding) }
+            final_id = new_bndr `setIdInfo` info3
+
+      ; -- pprTrace "Binding" (ppr final_id <+> ppr new_unfolding) $
+        return (addNonRec env final_id final_rhs) } }
+               -- The addNonRec adds it to the in-scope set too
 
 ------------------------------
 addPolyBind :: TopLevelFlag -> SimplEnv -> OutBind -> SimplM SimplEnv
@@ -657,82 +683,80 @@ addPolyBind :: TopLevelFlag -> SimplEnv -> OutBind -> SimplM SimplEnv
 -- opportunity to inline 'y' too.
 
 addPolyBind top_lvl env (NonRec poly_id rhs)
-  = do { unfolding <- simplUnfolding env top_lvl poly_id NoOccInfo rhs noUnfolding
+  = do  { unfolding <- simplUnfolding env top_lvl poly_id rhs noUnfolding
                        -- Assumes that poly_id did not have an INLINE prag
                        -- which is perhaps wrong.  ToDo: think about this
-        ; return (addNonRecWithUnf env poly_id rhs unfolding) }
-
-addPolyBind _ env bind@(Rec _) = return (extendFloats env bind)
-               -- Hack: letrecs are more awkward, so we extend "by steam"
-               -- without adding unfoldings etc.  At worst this leads to
-               -- more simplifier iterations
-
-------------------------------
-addNonRecWithUnf :: SimplEnv
-                -> OutId -> OutExpr    -- New binder and RHS
-                -> Unfolding           -- New unfolding
-                -> SimplEnv
-addNonRecWithUnf env new_bndr new_rhs new_unfolding
-  = let new_arity = exprArity new_rhs
-       old_arity = idArity new_bndr
-        info1 = idInfo new_bndr `setArityInfo` new_arity
-       
-              -- Unfolding info: Note [Setting the new unfolding]
-       info2 = info1 `setUnfoldingInfo` new_unfolding
+        ; let final_id = setIdInfo poly_id $
+                         idInfo poly_id `setUnfoldingInfo` unfolding
+                                        `setArityInfo`     exprArity rhs
 
-        -- Demand info: Note [Setting the demand info]
-        info3 | isEvaldUnfolding new_unfolding = zapDemandInfo info2 `orElse` info2
-              | otherwise                      = info2
+        ; return (addNonRec env final_id rhs) }
 
-        final_id = new_bndr `setIdInfo` info3
-       dmd_arity = length $ fst $ splitStrictSig $ idStrictness new_bndr
-    in
-    ASSERT( isId new_bndr )
-    WARN( new_arity < old_arity || new_arity < dmd_arity, 
-          (ptext (sLit "Arity decrease:") <+> (ppr final_id <+> ppr old_arity
-               <+> ppr new_arity <+> ppr dmd_arity) $$ ppr new_rhs) )
-       -- Note [Arity decrease]
-
-    final_id `seq`   -- This seq forces the Id, and hence its IdInfo,
-                    -- and hence any inner substitutions
-           -- pprTrace "Binding" (ppr final_id <+> ppr unfolding) $
-    addNonRec env final_id new_rhs
-               -- The addNonRec adds it to the in-scope set too
+addPolyBind _ env bind@(Rec _) 
+  = return (extendFloats env bind)
+       -- Hack: letrecs are more awkward, so we extend "by steam"
+       -- without adding unfoldings etc.  At worst this leads to
+       -- more simplifier iterations
 
 ------------------------------
 simplUnfolding :: SimplEnv-> TopLevelFlag
-              -> Id
-              -> OccInfo -> OutExpr
+               -> InId
+               -> OutExpr
               -> Unfolding -> SimplM Unfolding
 -- Note [Setting the new unfolding]
-simplUnfolding env _ _ _ _ (DFunUnfolding con ops)
-  = return (DFunUnfolding con ops')
+simplUnfolding env _ _ _ (DFunUnfolding ar con ops)
+  = return (DFunUnfolding ar con ops')
   where
-    ops' = map (substExpr (text "simplUnfolding") env) ops
+    ops' = map (fmap (substExpr (text "simplUnfolding") env)) ops
 
-simplUnfolding env top_lvl id _ _ 
+simplUnfolding env top_lvl id _
     (CoreUnfolding { uf_tmpl = expr, uf_arity = arity
                    , uf_src = src, uf_guidance = guide })
-  | isInlineRuleSource src
+  | isStableSource src
   = do { expr' <- simplExpr rule_env expr
        ; let src' = CoreSubst.substUnfoldingSource (mkCoreSubst (text "inline-unf") env) src
-       ; return (mkCoreUnfolding (isTopLevel top_lvl) src' expr' arity guide) }
-               -- See Note [Top-level flag on inline rules] in CoreUnfold
+             is_top_lvl = isTopLevel top_lvl
+       ; case guide of
+           UnfWhen sat_ok _    -- Happens for INLINE things
+              -> let guide' = UnfWhen sat_ok (inlineBoringOk expr')
+                    -- Refresh the boring-ok flag, in case expr'
+                    -- has got small. This happens, notably in the inlinings
+                    -- for dfuns for single-method classes; see
+                    -- Note [Single-method classes] in TcInstDcls.
+                    -- A test case is Trac #4138
+                 in return (mkCoreUnfolding src' is_top_lvl expr' arity guide')
+                -- See Note [Top-level flag on inline rules] in CoreUnfold
+
+           _other              -- Happens for INLINABLE things
+              -> let bottoming = isBottomingId id
+                 in bottoming `seq` -- See Note [Force bottoming field]
+                    return (mkUnfolding src' is_top_lvl bottoming expr')
+                -- If the guidance is UnfIfGoodArgs, this is an INLINABLE
+                -- unfolding, and we need to make sure the guidance is kept up
+                -- to date with respect to any changes in the unfolding.
+       }
   where
     act      = idInlineActivation id
     rule_env = updMode (updModeForInlineRules act) env
-                      -- See Note [Simplifying gently inside InlineRules] in SimplUtils
-
-simplUnfolding _ top_lvl id _occ_info new_rhs _
-  = return (mkUnfolding (isTopLevel top_lvl) (isBottomingId id) new_rhs)
-  -- We make an  unfolding *even for loop-breakers*.
-  -- Reason: (a) It might be useful to know that they are WHNF
-  --        (b) In TidyPgm we currently assume that, if we want to
-  --            expose the unfolding then indeed we *have* an unfolding
-  --            to expose.  (We could instead use the RHS, but currently
-  --            we don't.)  The simple thing is always to have one.
+                      -- See Note [Simplifying inside InlineRules] in SimplUtils
+
+simplUnfolding _ top_lvl id new_rhs _
+  = let bottoming = isBottomingId id
+    in bottoming `seq`  -- See Note [Force bottoming field]
+       return (mkUnfolding InlineRhs (isTopLevel top_lvl) bottoming new_rhs)
+         -- We make an  unfolding *even for loop-breakers*.
+         -- Reason: (a) It might be useful to know that they are WHNF
+         --         (b) In TidyPgm we currently assume that, if we want to
+         --             expose the unfolding then indeed we *have* an unfolding
+         --             to expose.  (We could instead use the RHS, but currently
+         --             we don't.)  The simple thing is always to have one.
 \end{code}
 
+Note [Force bottoming field]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We need to force bottoming, or the new unfolding holds
+on to the old unfolding (which is part of the id).
+
 Note [Arity decrease]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Generally speaking the arity of a binding should not decrease.  But it *can* 
@@ -853,54 +877,55 @@ simplExprF :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
 
 simplExprF env e cont
   = -- pprTrace "simplExprF" (ppr e $$ ppr cont $$ ppr (seTvSubst env) $$ ppr (seIdSubst env) {- $$ ppr (seFloats env) -} ) $
-    simplExprF' env e cont
+    simplExprF1 env e cont
 
-simplExprF' :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
+simplExprF1 :: SimplEnv -> InExpr -> SimplCont
             -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
-simplExprF' env (Var v)        cont = simplVarF env v cont
-simplExprF' env (Lit lit)      cont = rebuild env (Lit lit) cont
-simplExprF' env (Note n expr)  cont = simplNote env n expr cont
-simplExprF' env (Cast body co) cont = simplCast env body co cont
-simplExprF' env (App fun arg)  cont = simplExprF env fun $
+simplExprF1 env (Var v)        cont = simplIdF env v cont
+simplExprF1 env (Lit lit)      cont = rebuild env (Lit lit) cont
+simplExprF1 env (Note n expr)  cont = simplNote env n expr cont
+simplExprF1 env (Cast body co) cont = simplCast env body co cont
+simplExprF1 env (Coercion co)  cont = simplCoercionF env co cont
+simplExprF1 env (Type ty)      cont = ASSERT( contIsRhsOrArg cont )
+                                      rebuild env (Type (substTy env ty)) cont
+simplExprF1 env (App fun arg)  cont = simplExprF env fun $
                                       ApplyTo NoDup arg env cont
 
-simplExprF' env expr@(Lam _ _) cont
-  = simplLam env (map zap bndrs) body cont
+simplExprF1 env expr@(Lam {}) cont
+  = simplLam env zapped_bndrs body cont
         -- The main issue here is under-saturated lambdas
         --   (\x1. \x2. e) arg1
         -- Here x1 might have "occurs-once" occ-info, because occ-info
         -- is computed assuming that a group of lambdas is applied
         -- all at once.  If there are too few args, we must zap the
-        -- occ-info.
+        -- occ-info, UNLESS the remaining binders are one-shot
   where
-    n_args   = countArgs cont
-    n_params = length bndrs
     (bndrs, body) = collectBinders expr
-    zap | n_args >= n_params = \b -> b
-        | otherwise          = \b -> if isTyVar b then b
-                                     else zapLamIdInfo b
-        -- NB: we count all the args incl type args
-        -- so we must count all the binders (incl type lambdas)
-
-simplExprF' env (Type ty) cont
-  = ASSERT( contIsRhsOrArg cont )
-    do  { ty' <- simplCoercion env ty
-        ; rebuild env (Type ty') cont }
-
-simplExprF' env (Case scrut bndr _ alts) cont
-  | not (switchIsOn (getSwitchChecker env) NoCaseOfCase)
+    zapped_bndrs | need_to_zap = map zap bndrs
+                 | otherwise   = bndrs
+
+    need_to_zap = any zappable_bndr (drop n_args bndrs)
+    n_args = countArgs cont
+        -- NB: countArgs counts all the args (incl type args)
+        -- and likewise drop counts all binders (incl type lambdas)
+
+    zappable_bndr b = isId b && not (isOneShotBndr b)
+    zap b | isTyVar b = b
+          | otherwise = zapLamIdInfo b
+
+simplExprF1 env (Case scrut bndr _ alts) cont
+  | sm_case_case (getMode env)
   =     -- Simplify the scrutinee with a Select continuation
     simplExprF env scrut (Select NoDup bndr alts env cont)
 
   | otherwise
   =     -- If case-of-case is off, simply simplify the case expression
         -- in a vanilla Stop context, and rebuild the result around it
-    do  { case_expr' <- simplExprC env scrut case_cont
+    do  { case_expr' <- simplExprC env scrut
+                             (Select NoDup bndr alts env mkBoringStop)
         ; rebuild env case_expr' cont }
-  where
-    case_cont = Select NoDup bndr alts env mkBoringStop
 
-simplExprF' env (Let (Rec pairs) body) cont
+simplExprF1 env (Let (Rec pairs) body) cont
   = do  { env' <- simplRecBndrs env (map fst pairs)
                 -- NB: bndrs' don't have unfoldings or rules
                 -- We add them as we go down
@@ -908,7 +933,7 @@ simplExprF' env (Let (Rec pairs) body) cont
         ; env'' <- simplRecBind env' NotTopLevel pairs
         ; simplExprF env'' body cont }
 
-simplExprF' env (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
+simplExprF1 env (Let (NonRec bndr rhs) body) cont
   = simplNonRecE env bndr (rhs, env) ([], body) cont
 
 ---------------------------------
@@ -921,13 +946,30 @@ simplType env ty
     new_ty = substTy env ty
 
 ---------------------------------
-simplCoercion :: SimplEnv -> InType -> SimplM OutType
--- The InType isn't *necessarily* a coercion, but it might be
--- (in a type application, say) and optCoercion is a no-op on types
+simplCoercionF :: SimplEnv -> InCoercion -> SimplCont
+               -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
+-- We are simplifying a term of form (Coercion co)
+-- Simplify the InCoercion, and then try to combine with the 
+-- context, to implememt the rule
+--     (Coercion co) |> g
+--  =  Coercion (syn (nth 0 g) ; co ; nth 1 g) 
+simplCoercionF env co cont 
+  = do { co' <- simplCoercion env co
+       ; simpl_co co' cont }
+  where
+    simpl_co co (CoerceIt g cont)
+       = simpl_co new_co cont
+     where
+       new_co = mkSymCo g0 `mkTransCo` co `mkTransCo` g1
+       [g0, g1] = decomposeCo 2 g
+
+    simpl_co co cont
+       = seqCo co `seq` rebuild env (Coercion co) cont
+
+simplCoercion :: SimplEnv -> InCoercion -> SimplM OutCoercion
 simplCoercion env co
-  = seqType new_co `seq` return new_co
-  where 
-    new_co = optCoercion (getTvSubst env) co
+  = let opt_co = optCoercion (getCvSubst env) co
+    in opt_co `seq` return opt_co
 \end{code}
 
 
@@ -941,16 +983,17 @@ simplCoercion env co
 rebuild :: SimplEnv -> OutExpr -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
 -- At this point the substitution in the SimplEnv should be irrelevant
 -- only the in-scope set and floats should matter
-rebuild env expr cont0
-  = -- pprTrace "rebuild" (ppr expr $$ ppr cont0 $$ ppr (seFloats env)) $
-    case cont0 of
+rebuild env expr cont
+  = case cont of
       Stop {}                      -> return (env, expr)
-      CoerceIt co cont             -> rebuild env (mkCoerce co expr) cont
+      CoerceIt co cont             -> rebuild env (Cast expr co) cont
       Select _ bndr alts se cont   -> rebuildCase (se `setFloats` env) expr bndr alts cont
       StrictArg info _ cont        -> rebuildCall env (info `addArgTo` expr) cont
       StrictBind b bs body se cont -> do { env' <- simplNonRecX (se `setFloats` env) b expr
                                          ; simplLam env' bs body cont }
-      ApplyTo _ arg se cont        -> do { arg' <- simplExpr (se `setInScope` env) arg
+      ApplyTo dup_flag arg se cont -- See Note [Avoid redundant simplification]
+        | isSimplified dup_flag    -> rebuild env (App expr arg) cont
+        | otherwise                -> do { arg' <- simplExpr (se `setInScope` env) arg
                                          ; rebuild env (App expr arg') cont }
 \end{code}
 
@@ -970,11 +1013,11 @@ simplCast env body co0 cont0
   where
        addCoerce co cont = add_coerce co (coercionKind co) cont
 
-       add_coerce _co (s1, k1) cont     -- co :: ty~ty
-         | s1 `coreEqType` k1 = cont    -- is a no-op
+       add_coerce _co (Pair s1 k1) cont     -- co :: ty~ty
+         | s1 `eqType` k1 = cont    -- is a no-op
 
-       add_coerce co1 (s1, _k2) (CoerceIt co2 cont)
-         | (_l1, t1) <- coercionKind co2
+       add_coerce co1 (Pair s1 _k2) (CoerceIt co2 cont)
+         | (Pair _l1 t1) <- coercionKind co2
                --      e |> (g1 :: S1~L) |> (g2 :: L~T1)
                 -- ==>
                 --      e,                       if S1=T1
@@ -984,28 +1027,40 @@ simplCast env body co0 cont0
                 -- we may find  (coerce T (coerce S (\x.e))) y
                 -- and we'd like it to simplify to e[y/x] in one round
                 -- of simplification
-         , s1 `coreEqType` t1  = cont            -- The coerces cancel out
-         | otherwise           = CoerceIt (mkTransCoercion co1 co2) cont
+         , s1 `eqType` t1  = cont            -- The coerces cancel out
+         | otherwise       = CoerceIt (mkTransCo co1 co2) cont
 
-       add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup (Type arg_ty) arg_se cont)
+       add_coerce co (Pair s1s2 _t1t2) (ApplyTo dup (Type arg_ty) arg_se cont)
                 -- (f |> g) ty  --->   (f ty) |> (g @ ty)
-                -- This implements the PushT and PushC rules from the paper
+                -- This implements the PushT rule from the paper
          | Just (tyvar,_) <- splitForAllTy_maybe s1s2
-         = let 
-             (new_arg_ty, new_cast)
-               | isCoVar tyvar = (new_arg_co, mkCselRCoercion co)       -- PushC rule
-               | otherwise     = (ty',        mkInstCoercion co ty')    -- PushT rule
-           in 
-           ApplyTo dup (Type new_arg_ty) (zapSubstEnv arg_se) (addCoerce new_cast cont)
+         = ASSERT( isTyVar tyvar )
+           ApplyTo Simplified (Type arg_ty') (zapSubstEnv arg_se) (addCoerce new_cast cont)
+         where
+           new_cast = mkInstCo co arg_ty'
+           arg_ty' | isSimplified dup = arg_ty
+                   | otherwise        = substTy (arg_se `setInScope` env) arg_ty
+
+{-
+       add_coerce co (Pair s1s2 _t1t2) (ApplyTo dup (Coercion arg_co) arg_se cont)
+                -- This implements the PushC rule from the paper
+         | Just (covar,_) <- splitForAllTy_maybe s1s2
+         = ASSERT( isCoVar covar )
+           ApplyTo Simplified (Coercion new_arg_co) (zapSubstEnv arg_se) (addCoerce co1 cont)
          where
-           ty' = substTy (arg_se `setInScope` env) arg_ty
-          new_arg_co = mkCsel1Coercion co  `mkTransCoercion`
-                              ty'           `mkTransCoercion`
-                        mkSymCoercion (mkCsel2Coercion co)
-
-       add_coerce co (s1s2, _t1t2) (ApplyTo dup arg arg_se cont)
-         | not (isTypeArg arg)  -- This implements the Push rule from the paper
-         , isFunTy s1s2   -- t1t2 must be a function type, becuase it's applied
+           [co0, co1]   = decomposeCo 2 co
+           [co00, co01] = decomposeCo 2 co0
+
+           arg_co' | isSimplified dup = arg_co
+                   | otherwise        = substCo (arg_se `setInScope` env) arg_co
+           new_arg_co = co00    `mkTransCo`
+                        arg_co' `mkTransCo`
+                        mkSymCo co01
+-}
+
+       add_coerce co (Pair s1s2 t1t2) (ApplyTo dup arg arg_se cont)
+         | isFunTy s1s2   -- This implements the Push rule from the paper
+         , isFunTy t1t2   -- Check t1t2 to ensure 'arg' is a value arg
                 --      (e |> (g :: s1s2 ~ t1->t2)) f
                 -- ===>
                 --      (e (f |> (arg g :: t1~s1))
@@ -1026,7 +1081,7 @@ simplCast env body co0 cont0
            -- t2 ~ s2 with left and right on the curried form:
            --    (->) t1 t2 ~ (->) s1 s2
            [co1, co2] = decomposeCo 2 co
-           new_arg    = mkCoerce (mkSymCoercion co1) arg'
+           new_arg    = mkCoerce (mkSymCo co1) arg'
            arg'       = substExpr (text "move-cast") (arg_se `setInScope` env) arg
 
        add_coerce co _ cont = CoerceIt co cont
@@ -1039,6 +1094,19 @@ simplCast env body co0 cont0
 %*                                                                      *
 %************************************************************************
 
+Note [Zap unfolding when beta-reducing]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Lambda-bound variables can have stable unfoldings, such as
+   $j = \x. \b{Unf=Just x}. e
+See Note [Case binders and join points] below; the unfolding for lets
+us optimise e better.  However when we beta-reduce it we want to
+revert to using the actual value, otherwise we can end up in the
+stupid situation of
+          let x = blah in
+          let b{Unf=Just x} = y
+          in ...b...
+Here it'd be far better to drop the unfolding and use the actual RHS.
+
 \begin{code}
 simplLam :: SimplEnv -> [InId] -> InExpr -> SimplCont
          -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
@@ -1048,7 +1116,12 @@ simplLam env [] body cont = simplExprF env body cont
         -- Beta reduction
 simplLam env (bndr:bndrs) body (ApplyTo _ arg arg_se cont)
   = do  { tick (BetaReduction bndr)
-        ; simplNonRecE env bndr (arg, arg_se) (bndrs, body) cont }
+        ; simplNonRecE env (zap_unfolding bndr) (arg, arg_se) (bndrs, body) cont }
+  where
+    zap_unfolding bndr  -- See Note [Zap unfolding when beta-reducing]
+      | isId bndr, isStableUnfolding (realIdUnfolding bndr)
+      = setIdUnfolding bndr NoUnfolding
+      | otherwise = bndr
 
         -- Not enough args, so there are real lambdas left to put in the result
 simplLam env bndrs body cont
@@ -1088,9 +1161,10 @@ simplNonRecE env bndr (Type ty_arg, rhs_se) (bndrs, body) cont
 simplNonRecE env bndr (rhs, rhs_se) (bndrs, body) cont
   | preInlineUnconditionally env NotTopLevel bndr rhs
   = do  { tick (PreInlineUnconditionally bndr)
-        ; simplLam (extendIdSubst env bndr (mkContEx rhs_se rhs)) bndrs body cont }
+        ; -- pprTrace "preInlineUncond" (ppr bndr <+> ppr rhs) $
+          simplLam (extendIdSubst env bndr (mkContEx rhs_se rhs)) bndrs body cont }
 
-  | isStrictId bndr
+  | isStrictId bndr              -- Includes coercions
   = do  { simplExprF (rhs_se `setFloats` env) rhs
                      (StrictBind bndr bndrs body env cont) }
 
@@ -1137,20 +1211,20 @@ simplNote env (CoreNote s) e cont
 simplVar :: SimplEnv -> InVar -> SimplM OutExpr
 -- Look up an InVar in the environment
 simplVar env var
-  | isTyVar var 
-  = return (Type (substTyVar env var))
+  | isTyVar var = return (Type (substTyVar env var))
+  | isCoVar var = return (Coercion (substCoVar env var))
   | otherwise
   = case substId env var of
-        DoneId var1      -> return (Var var1)
-        DoneEx e         -> return e
-        ContEx tvs ids e -> simplExpr (setSubstEnv env tvs ids) e
+        DoneId var1          -> return (Var var1)
+        DoneEx e             -> return e
+        ContEx tvs cvs ids e -> simplExpr (setSubstEnv env tvs cvs ids) e
 
-simplVarF :: SimplEnv -> InId -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
-simplVarF env var cont
+simplIdF :: SimplEnv -> InId -> SimplCont -> SimplM (SimplEnv, OutExpr)
+simplIdF env var cont
   = case substId env var of
-        DoneEx e         -> simplExprF (zapSubstEnv env) e cont
-        ContEx tvs ids e -> simplExprF (setSubstEnv env tvs ids) e cont
-        DoneId var1      -> completeCall env var1 cont
+        DoneEx e             -> simplExprF (zapSubstEnv env) e cont
+        ContEx tvs cvs ids e -> simplExprF (setSubstEnv env tvs cvs ids) e cont
+        DoneId var1          -> completeCall env var1 cont
                 -- Note [zapSubstEnv]
                 -- The template is already simplified, so don't re-substitute.
                 -- This is VITAL.  Consider
@@ -1197,10 +1271,10 @@ completeCall env var cont
       | not (dopt Opt_D_dump_inlinings dflags) = stuff
       | not (dopt Opt_D_verbose_core2core dflags) 
       = if isExternalName (idName var) then 
-         pprTrace "Inlining done:" (ppr var) stuff
+         pprDefiniteTrace "Inlining done:" (ppr var) stuff
         else stuff
       | otherwise
-      = pprTrace ("Inlining done: " ++ showSDoc (ppr var))
+      = pprDefiniteTrace ("Inlining done: " ++ showSDoc (ppr var))
            (vcat [text "Inlined fn: " <+> nest 2 (ppr unfolding),
                   text "Cont:  " <+> ppr cont])
            stuff
@@ -1226,18 +1300,22 @@ rebuildCall env (ArgInfo { ai_fun = fun, ai_args = rev_args, ai_strs = [] }) con
     res     = mkApps (Var fun) (reverse rev_args)
     res_ty  = exprType res
     cont_ty = contResultType env res_ty cont
-    co      = mkUnsafeCoercion res_ty cont_ty
-    mk_coerce expr | cont_ty `coreEqType` res_ty = expr
+    co      = mkUnsafeCo res_ty cont_ty
+    mk_coerce expr | cont_ty `eqType` res_ty = expr
                    | otherwise = mkCoerce co expr
 
-rebuildCall env info (ApplyTo _ (Type arg_ty) se cont)
-  = do  { ty' <- simplCoercion (se `setInScope` env) arg_ty
-        ; rebuildCall env (info `addArgTo` Type ty') cont }
+rebuildCall env info (ApplyTo dup_flag (Type arg_ty) se cont)
+  = do { arg_ty' <- if isSimplified dup_flag then return arg_ty
+                    else simplType (se `setInScope` env) arg_ty
+       ; rebuildCall env (info `addArgTo` Type arg_ty') cont }
 
 rebuildCall env info@(ArgInfo { ai_encl = encl_rules
                               , ai_strs = str:strs, ai_discs = disc:discs })
-            (ApplyTo _ arg arg_se cont)
-  | str                -- Strict argument
+            (ApplyTo dup_flag arg arg_se cont)
+  | isSimplified dup_flag     -- See Note [Avoid redundant simplification]
+  = rebuildCall env (addArgTo info' arg) cont
+
+  | str                 -- Strict argument
   = -- pprTrace "Strict Arg" (ppr arg $$ ppr (seIdSubst env) $$ ppr (seInScope env)) $
     simplExprF (arg_se `setFloats` env) arg
                (StrictArg info' cci cont)
@@ -1265,7 +1343,7 @@ rebuildCall env (ArgInfo { ai_fun = fun, ai_args = rev_args, ai_rules = rules })
        ; mb_rule <- tryRules env rules fun args cont
        ; case mb_rule of {
             Just (n_args, rule_rhs) -> simplExprF env' rule_rhs $
-                                        pushArgs env' (drop n_args args) cont ;
+                                        pushSimplifiedArgs env' (drop n_args args) cont ;
                  -- n_args says how many args the rule consumed
            ; Nothing -> rebuild env (mkApps (Var fun) args) cont      -- No rules
     } }
@@ -1276,7 +1354,7 @@ Note [RULES apply to simplified arguments]
 It's very desirable to try RULES once the arguments have been simplified, because
 doing so ensures that rule cascades work in one pass.  Consider
    {-# RULES g (h x) = k x
-            f (k x) = x #-}
+             f (k x) = x #-}
    ...f (g (h x))...
 Then we want to rewrite (g (h x)) to (k x) and only then try f's rules. If
 we match f's rules against the un-simplified RHS, it won't match.  This 
@@ -1284,6 +1362,15 @@ makes a particularly big difference when superclass selectors are involved:
        op ($p1 ($p2 (df d)))
 We want all this to unravel in one sweeep.
 
+Note [Avoid redundant simplification]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Because RULES apply to simplified arguments, there's a danger of repeatedly
+simplifying already-simplified arguments.  An important example is that of
+           (>>=) d e1 e2
+Here e1, e2 are simplified before the rule is applied, but don't really
+participate in the rule firing. So we mark them as Simplified to avoid
+re-simplifying them.
+
 Note [Shadowing]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~
 This part of the simplifier may break the no-shadowing invariant
@@ -1328,7 +1415,7 @@ tryRules env rules fn args call_cont
        ; case activeRule dflags env of {
            Nothing     -> return Nothing  ; -- No rules apply
            Just act_fn -> 
-         case lookupRule act_fn (activeUnfInRule env) (getInScope env) fn args rules of {
+         case lookupRule act_fn (getUnfoldingInRuleMatch env) (getInScope env) fn args rules of {
            Nothing               -> return Nothing ;   -- No rule matches
            Just (rule, rule_rhs) ->
 
@@ -1337,14 +1424,16 @@ tryRules env rules fn args call_cont
                   return (Just (ruleArity rule, rule_rhs)) }}}}
   where
     trace_dump dflags rule rule_rhs stuff
-      | not (dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags) = stuff
-      | not (dopt Opt_D_verbose_core2core dflags) 
+      | not (dopt Opt_D_dump_rule_firings dflags)
+      , not (dopt Opt_D_dump_rule_rewrites dflags) = stuff
+
+      | not (dopt Opt_D_dump_rule_rewrites dflags)
+      = pprDefiniteTrace "Rule fired:" (ftext (ru_name rule)) stuff
 
-      = pprTrace "Rule fired:" (ftext (ru_name rule)) stuff
       | otherwise
-      = pprTrace "Rule fired"
+      = pprDefiniteTrace "Rule fired"
            (vcat [text "Rule:" <+> ftext (ru_name rule),
-                 text "Before:" <+> ppr fn <+> sep (map pprParendExpr args),
+                 text "Before:" <+> hang (ppr fn) 2 (sep (map pprParendExpr args)),
                  text "After: " <+> pprCoreExpr rule_rhs,
                  text "Cont:  " <+> ppr call_cont])
            stuff
@@ -1367,7 +1456,7 @@ So it's up to the programmer: rules can cause divergence
 
 %************************************************************************
 %*                                                                      *
-                Rebuilding a cse expression
+                Rebuilding a case expression
 %*                                                                      *
 %************************************************************************
 
@@ -1376,7 +1465,7 @@ Note [Case elimination]
 The case-elimination transformation discards redundant case expressions.
 Start with a simple situation:
 
-        case x# of      ===>   e[x#/y#]
+        case x# of      ===>   let y# = x# in e
           y# -> e
 
 (when x#, y# are of primitive type, of course).  We can't (in general)
@@ -1397,7 +1486,24 @@ Here the inner case is first trimmed to have only one alternative, the
 DEFAULT, after which it's an instance of the previous case.  This
 really only shows up in eliminating error-checking code.
 
-We also make sure that we deal with this very common case:
+Note that SimplUtils.mkCase combines identical RHSs.  So
+
+        case e of       ===> case e of DEFAULT -> r
+           True  -> r
+           False -> r
+
+Now again the case may be elminated by the CaseElim transformation.
+This includes things like (==# a# b#)::Bool so that we simplify
+      case ==# a# b# of { True -> x; False -> x }
+to just
+      x
+This particular example shows up in default methods for
+comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
+
+Note [CaseElimination: lifted case]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+We also make sure that we deal with this very common case,
+where x has a lifted type:
 
         case e of
           x -> ...x...
@@ -1406,16 +1512,21 @@ Here we are using the case as a strict let; if x is used only once
 then we want to inline it.  We have to be careful that this doesn't
 make the program terminate when it would have diverged before, so we
 check that
-        - e is already evaluated (it may so if e is a variable)
-        - x is used strictly, or
-
-Lastly, the code in SimplUtils.mkCase combines identical RHSs.  So
-
-        case e of       ===> case e of DEFAULT -> r
-           True  -> r
-           False -> r
-
-Now again the case may be elminated by the CaseElim transformation.
+        (a) 'e' is already evaluated (it may so if e is a variable)
+           Specifically we check (exprIsHNF e)
+or
+        (b) the scrutinee is a variable and 'x' is used strictly
+or
+        (c) 'x' is not used at all and e is ok-for-speculation
+
+For the (c), consider
+   case (case a ># b of { True -> (p,q); False -> (q,p) }) of
+     r -> blah
+The scrutinee is ok-for-speculation (it looks inside cases), but we do
+not want to transform to
+   let r = case a ># b of { True -> (p,q); False -> (q,p) }
+   in blah
+because that builds an unnecessary thunk.
 
 
 Further notes about case elimination
@@ -1481,7 +1592,7 @@ rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
            Nothing           -> missingAlt env case_bndr alts cont
            Just (_, bs, rhs) -> simple_rhs bs rhs }
 
-  | Just (con, ty_args, other_args) <- exprIsConApp_maybe (activeUnfInRule env) scrut
+  | Just (con, ty_args, other_args) <- exprIsConApp_maybe (getUnfoldingInRuleMatch env) scrut
         -- Works when the scrutinee is a variable with a known unfolding
         -- as well as when it's an explicit constructor application
   = do  { tick (KnownBranch case_bndr)
@@ -1503,43 +1614,38 @@ rebuildCase env scrut case_bndr alts cont
 
 rebuildCase env scrut case_bndr [(_, bndrs, rhs)] cont
   -- See if we can get rid of the case altogether
-  -- See Note [Case eliminiation] 
+  -- See Note [Case elimination] 
   -- mkCase made sure that if all the alternatives are equal,
   -- then there is now only one (DEFAULT) rhs
  | all isDeadBinder bndrs       -- bndrs are [InId]
 
-        -- Check that the scrutinee can be let-bound instead of case-bound
- , exprOkForSpeculation scrut
-                -- OK not to evaluate it
-                -- This includes things like (==# a# b#)::Bool
-                -- so that we simplify
-                --      case ==# a# b# of { True -> x; False -> x }
-                -- to just
-                --      x
-                -- This particular example shows up in default methods for
-                -- comparision operations (e.g. in (>=) for Int.Int32)
-        || exprIsHNF scrut                      -- It's already evaluated
-        || var_demanded_later scrut             -- It'll be demanded later
-
---      || not opt_SimplPedanticBottoms)        -- Or we don't care!
---      We used to allow improving termination by discarding cases, unless -fpedantic-bottoms was on,
---      but that breaks badly for the dataToTag# primop, which relies on a case to evaluate
---      its argument:  case x of { y -> dataToTag# y }
---      Here we must *not* discard the case, because dataToTag# just fetches the tag from
---      the info pointer.  So we'll be pedantic all the time, and see if that gives any
---      other problems
---      Also we don't want to discard 'seq's
+ , if isUnLiftedType (idType case_bndr)
+   then ok_for_spec         -- Satisfy the let-binding invariant
+   else elim_lifted
   = do  { tick (CaseElim case_bndr)
         ; env' <- simplNonRecX env case_bndr scrut
+          -- If case_bndr is deads, simplNonRecX will discard
         ; simplExprF env' rhs cont }
   where
-        -- The case binder is going to be evaluated later,
-        -- and the scrutinee is a simple variable
-    var_demanded_later (Var v) = isStrictDmd (idDemandInfo case_bndr)
-                                 && not (isTickBoxOp v)
+    elim_lifted   -- See Note [Case elimination: lifted case]
+      = exprIsHNF scrut
+     || (strict_case_bndr && scrut_is_var scrut) 
+              -- The case binder is going to be evaluated later,
+              -- and the scrutinee is a simple variable
+
+     || (is_plain_seq && ok_for_spec)
+              -- Note: not the same as exprIsHNF
+
+    ok_for_spec      = exprOkForSpeculation scrut
+    is_plain_seq     = isDeadBinder case_bndr  -- Evaluation *only* for effect
+    strict_case_bndr = isStrictDmd (idDemandInfo case_bndr)
+
+    scrut_is_var (Cast s _) = scrut_is_var s
+    scrut_is_var (Var v)    = not (isTickBoxOp v)
                                     -- ugly hack; covering this case is what
                                     -- exprOkForSpeculation was intended for.
-    var_demanded_later _       = False
+    scrut_is_var _          = False
+
 
 --------------------------------------------------
 --      3. Try seq rules; see Note [User-defined RULES for seq] in MkId
@@ -1612,16 +1718,6 @@ the case binder is guaranteed dead.
 In practice, the scrutinee is almost always a variable, so we pretty
 much always zap the OccInfo of the binders.  It doesn't matter much though.
 
-
-Note [Case of cast]
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Consider        case (v `cast` co) of x { I# y ->
-                ... (case (v `cast` co) of {...}) ...
-We'd like to eliminate the inner case.  We can get this neatly by
-arranging that inside the outer case we add the unfolding
-        v |-> x `cast` (sym co)
-to v.  Then we should inline v at the inner case, cancel the casts, and away we go
-
 Note [Improving seq]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Consider
@@ -1638,7 +1734,7 @@ where x::F Int.  Then we'd like to rewrite (F Int) to Int, getting
 
 so that 'rhs' can take advantage of the form of x'.  
 
-Notice that Note [Case of cast] may then apply to the result. 
+Notice that Note [Case of cast] (in OccurAnal) may then apply to the result. 
 
 Nota Bene: We only do the [Improving seq] transformation if the 
 case binder 'x' is actually used in the rhs; that is, if the case 
@@ -1695,7 +1791,9 @@ simplAlts env scrut case_bndr alts cont'
 
         ; (imposs_deflt_cons, in_alts) <- prepareAlts scrut' case_bndr' alts
 
-        ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' imposs_deflt_cons case_bndr' cont') in_alts
+       ; let mb_var_scrut = case scrut' of { Var v -> Just v; _ -> Nothing }
+        ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' mb_var_scrut
+                             imposs_deflt_cons case_bndr' cont') in_alts
         ; return (scrut', case_bndr', alts') }
 
 
@@ -1705,10 +1803,10 @@ improveSeq :: (FamInstEnv, FamInstEnv) -> SimplEnv
           -> SimplM (SimplEnv, OutExpr, OutId)
 -- Note [Improving seq]
 improveSeq fam_envs env scrut case_bndr case_bndr1 [(DEFAULT,_,_)]
-  | not (isDeadBinder case_bndr)       -- Not a pure seq!  See the Note!
+  | not (isDeadBinder case_bndr)       -- Not a pure seq!  See Note [Improving seq]
   , Just (co, ty2) <- topNormaliseType fam_envs (idType case_bndr1)
   = do { case_bndr2 <- newId (fsLit "nt") ty2
-        ; let rhs  = DoneEx (Var case_bndr2 `Cast` mkSymCoercion co)
+        ; let rhs  = DoneEx (Var case_bndr2 `Cast` mkSymCo co)
               env2 = extendIdSubst env case_bndr rhs
         ; return (env2, scrut `Cast` co, case_bndr2) }
 
@@ -1718,27 +1816,30 @@ improveSeq _ env scrut _ case_bndr1 _
 
 ------------------------------------
 simplAlt :: SimplEnv
-         -> [AltCon]    -- These constructors can't be present when
-                        -- matching the DEFAULT alternative
-         -> OutId       -- The case binder
+        -> Maybe OutId    -- Scrutinee
+         -> [AltCon]       -- These constructors can't be present when
+                           -- matching the DEFAULT alternative
+         -> OutId          -- The case binder
          -> SimplCont
          -> InAlt
          -> SimplM OutAlt
 
-simplAlt env imposs_deflt_cons case_bndr' cont' (DEFAULT, bndrs, rhs)
+simplAlt env scrut imposs_deflt_cons case_bndr' cont' (DEFAULT, bndrs, rhs)
   = ASSERT( null bndrs )
-    do  { let env' = addBinderOtherCon env case_bndr' imposs_deflt_cons
+    do  { let env' = addBinderUnfolding env scrut case_bndr' 
+                                        (mkOtherCon imposs_deflt_cons)
                 -- Record the constructors that the case-binder *can't* be.
         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
         ; return (DEFAULT, [], rhs') }
 
-simplAlt env _ case_bndr' cont' (LitAlt lit, bndrs, rhs)
+simplAlt env scrut _ case_bndr' cont' (LitAlt lit, bndrs, rhs)
   = ASSERT( null bndrs )
-    do  { let env' = addBinderUnfolding env case_bndr' (Lit lit)
+    do  { let env' = addBinderUnfolding env scrut case_bndr' 
+                                        (mkSimpleUnfolding (Lit lit))
         ; rhs' <- simplExprC env' rhs cont'
         ; return (LitAlt lit, [], rhs') }
 
-simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
+simplAlt env scrut _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
   = do  {       -- Deal with the pattern-bound variables
                 -- Mark the ones that are in ! positions in the
                 -- data constructor as certainly-evaluated.
@@ -1749,8 +1850,8 @@ simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
                 -- Bind the case-binder to (con args)
         ; let inst_tys' = tyConAppArgs (idType case_bndr')
               con_args  = map Type inst_tys' ++ varsToCoreExprs vs'
-              env''     = addBinderUnfolding env' case_bndr'
-                                             (mkConApp con con_args)
+              unf       = mkSimpleUnfolding (mkConApp con con_args)
+              env''     = addBinderUnfolding env' scrut case_bndr' unf
 
         ; rhs' <- simplExprC env'' rhs cont'
         ; return (DataAlt con, vs', rhs') }
@@ -1773,7 +1874,7 @@ simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
             | isMarkedStrict str = evald_v  : go vs' strs
             | otherwise          = zapped_v : go vs' strs
             where
-              zapped_v = zap_occ_info v
+              zapped_v = zapBndrOccInfo keep_occ_info v
               evald_v  = zapped_v `setIdUnfolding` evaldUnfolding
           go _ _ = pprPanic "cat_evals" (ppr con $$ ppr vs $$ ppr the_strs)
 
@@ -1785,25 +1886,49 @@ simplAlt env _ case_bndr' cont' (DataAlt con, vs, rhs)
         --        case e of t { (a,b) -> ...(case t of (p,q) -> p)... }
         --   ==>  case e of t { (a,b) -> ...(a)... }
         -- Look, Ma, a is alive now.
-    zap_occ_info = zapCasePatIdOcc case_bndr'
-
-addBinderUnfolding :: SimplEnv -> Id -> CoreExpr -> SimplEnv
-addBinderUnfolding env bndr rhs
-  = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkUnfolding False False rhs)
+    keep_occ_info = isDeadBinder case_bndr' && isNothing scrut
 
-addBinderOtherCon :: SimplEnv -> Id -> [AltCon] -> SimplEnv
-addBinderOtherCon env bndr cons
-  = modifyInScope env (bndr `setIdUnfolding` mkOtherCon cons)
+addBinderUnfolding :: SimplEnv -> Maybe OutId -> Id -> Unfolding -> SimplEnv
+addBinderUnfolding env scrut bndr unf
+  = case scrut of
+       Just v -> modifyInScope env1 (v `setIdUnfolding` unf)
+       _      -> env1
+  where
+    env1 = modifyInScope env bndr_w_unf
+    bndr_w_unf = bndr `setIdUnfolding` unf
 
-zapCasePatIdOcc :: Id -> Id -> Id
+zapBndrOccInfo :: Bool -> Id -> Id
 -- Consider  case e of b { (a,b) -> ... }
 -- Then if we bind b to (a,b) in "...", and b is not dead,
 -- then we must zap the deadness info on a,b
-zapCasePatIdOcc case_bndr
-  | isDeadBinder case_bndr = \ pat_id -> pat_id
-  | otherwise             = \ pat_id -> zapIdOccInfo pat_id
+zapBndrOccInfo keep_occ_info pat_id
+  | keep_occ_info = pat_id
+  | otherwise     = zapIdOccInfo pat_id
 \end{code}
 
+Note [Add unfolding for scrutinee]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+In general it's unlikely that a variable scrutinee will appear 
+in the case alternatives   case x of { ...x unlikely to appear... }
+because the binder-swap in OccAnal has got rid of all such occcurrences
+See Note [Binder swap] in OccAnal.
+
+BUT it is still VERY IMPORTANT to add a suitable unfolding for a
+variable scrutinee, in simplAlt.  Here's why
+   case x of y
+     (a,b) -> case b of c
+                I# v -> ...(f y)...
+There is no occurrence of 'b' in the (...(f y)...).  But y gets
+the unfolding (a,b), and *that* mentions b.  If f has a RULE
+    RULE f (p, I# q) = ...
+we want that rule to match, so we must extend the in-scope env with a
+suitable unfolding for 'y'.  It's *essential* for rule matching; but
+it's also good for case-elimintation -- suppose that 'f' was inlined
+and did multi-level case analysis, then we'd solve it in one
+simplifier sweep instead of two.
+
+Exactly the same issue arises in SpecConstr; 
+see Note [Add scrutinee to ValueEnv too] in SpecConstr
 
 %************************************************************************
 %*                                                                      *
@@ -1837,7 +1962,7 @@ knownCon env scrut dc dc_ty_args dc_args bndr bs rhs cont
         ; env'' <- bind_case_bndr env'
         ; simplExprF env'' rhs cont }
   where
-    zap_occ = zapCasePatIdOcc bndr    -- bndr is an InId
+    zap_occ = zapBndrOccInfo (isDeadBinder bndr)    -- bndr is an InId
 
                   -- Ugh!
     bind_args env' [] _  = return env'
@@ -1903,16 +2028,44 @@ missingAlt env case_bndr alts cont
 \begin{code}
 prepareCaseCont :: SimplEnv
                 -> [InAlt] -> SimplCont
-                -> SimplM (SimplEnv, SimplCont,SimplCont)
-                        -- Return a duplicatable continuation, a non-duplicable part
-                        -- plus some extra bindings (that scope over the entire
-                        -- continunation)
-
-        -- No need to make it duplicatable if there's only one alternative
-prepareCaseCont env [_] cont = return (env, cont, mkBoringStop)
-prepareCaseCont env _   cont = mkDupableCont env cont
+                -> SimplM (SimplEnv, SimplCont, SimplCont)
+-- We are considering
+--     K[case _ of { p1 -> r1; ...; pn -> rn }] 
+-- where K is some enclosing continuation for the case
+-- Goal: split K into two pieces Kdup,Knodup so that
+--      a) Kdup can be duplicated
+--      b) Knodup[Kdup[e]] = K[e]
+-- The idea is that we'll transform thus:
+--          Knodup[ (case _ of { p1 -> Kdup[r1]; ...; pn -> Kdup[rn] }
+--
+-- We also return some extra bindings in SimplEnv (that scope over 
+-- the entire continuation)
+
+prepareCaseCont env alts cont 
+  | many_alts alts = mkDupableCont env cont 
+  | otherwise      = return (env, cont, mkBoringStop)
+  where
+    many_alts :: [InAlt] -> Bool  -- True iff strictly > 1 non-bottom alternative
+    many_alts []  = False        -- See Note [Bottom alternatives]
+    many_alts [_] = False
+    many_alts (alt:alts) 
+      | is_bot_alt alt = many_alts alts   
+      | otherwise      = not (all is_bot_alt alts)
+  
+    is_bot_alt (_,_,rhs) = exprIsBottom rhs
 \end{code}
 
+Note [Bottom alternatives]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+When we have
+     case (case x of { A -> error .. ; B -> e; C -> error ..) 
+       of alts
+then we can just duplicate those alts because the A and C cases
+will disappear immediately.  This is more direct than creating
+join points and inlining them away; and in some cases we would
+not even create the join points (see Note [Single-alternative case])
+and we would keep the case-of-case which is silly.  See Trac #4930.
+
 \begin{code}
 mkDupableCont :: SimplEnv -> SimplCont
               -> SimplM (SimplEnv, SimplCont, SimplCont)
@@ -1963,14 +2116,17 @@ mkDupableCont env (Select _ case_bndr alts se cont)
         --              let ji = \xij -> ei
         --              in case [...hole...] of { pi -> ji xij }
     do  { tick (CaseOfCase case_bndr)
-        ; (env', dup_cont, nodup_cont) <- mkDupableCont env cont
-                -- NB: call mkDupableCont here, *not* prepareCaseCont
-                -- We must make a duplicable continuation, whereas prepareCaseCont
-                -- doesn't when there is a single case branch
+        ; (env', dup_cont, nodup_cont) <- prepareCaseCont env alts cont
+                -- NB: We call prepareCaseCont here.  If there is only one
+               -- alternative, then dup_cont may be big, but that's ok
+               -- becuase we push it into the single alternative, and then
+               -- use mkDupableAlt to turn that simplified alternative into
+               -- a join point if it's too big to duplicate.
+               -- And this is important: see Note [Fusing case continuations]
 
         ; let alt_env = se `setInScope` env'
         ; (alt_env', case_bndr') <- simplBinder alt_env case_bndr
-        ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' [] case_bndr' dup_cont) alts
+        ; alts' <- mapM (simplAlt alt_env' Nothing [] case_bndr' dup_cont) alts
         -- Safe to say that there are no handled-cons for the DEFAULT case
                 -- NB: simplBinder does not zap deadness occ-info, so
                 -- a dead case_bndr' will still advertise its deadness
@@ -2016,7 +2172,7 @@ mkDupableAlt env case_bndr (con, bndrs', rhs')
                      DataAlt dc -> setIdUnfolding case_bndr unf
                          where
                                 -- See Note [Case binders and join points]
-                            unf = mkInlineRule rhs Nothing
+                            unf = mkInlineUnfolding Nothing rhs
                             rhs = mkConApp dc (map Type (tyConAppArgs scrut_ty)
                                                ++ varsToCoreExprs bndrs')
 
@@ -2058,6 +2214,37 @@ mkDupableAlt env case_bndr (con, bndrs', rhs')
                 -- See Note [Duplicated env]
 \end{code}
 
+Note [Fusing case continuations]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+It's important to fuse two successive case continuations when the
+first has one alternative.  That's why we call prepareCaseCont here.
+Consider this, which arises from thunk splitting (see Note [Thunk
+splitting] in WorkWrap):
+
+      let
+       x* = case (case v of {pn -> rn}) of 
+               I# a -> I# a
+      in body
+
+The simplifier will find
+    (Var v) with continuation  
+            Select (pn -> rn) (
+            Select [I# a -> I# a] (
+            StrictBind body Stop
+
+So we'll call mkDupableCont on 
+   Select [I# a -> I# a] (StrictBind body Stop)
+There is just one alternative in the first Select, so we want to
+simplify the rhs (I# a) with continuation (StricgtBind body Stop)
+Supposing that body is big, we end up with
+         let $j a = <let x = I# a in body> 
+          in case v of { pn -> case rn of 
+                                 I# a -> $j a }
+This is just what we want because the rn produces a box that
+the case rn cancels with.  
+
+See Trac #4957 a fuller example.
+
 Note [Case binders and join points]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Consider this 
@@ -2239,9 +2426,6 @@ Note [Duplicating StrictBind]
 Unlike StrictArg, there doesn't seem anything to gain from
 duplicating a StrictBind continuation, so we don't.
 
-The desire not to duplicate is the entire reason that
-mkDupableCont returns a pair of continuations.
-
 
 Note [Single-alternative cases]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -2271,10 +2455,14 @@ strict computation enclosing the orginal call to MkT.  Then, it won't
 "see" the MkT any more, because it's big and won't get duplicated.
 And, what is worse, nothing was gained by the case-of-case transform.
 
-When should use this case of mkDupableCont?
-However, matching on *any* single-alternative case is a *disaster*;
+So, in circumstances like these, we don't want to build join points
+and push the outer case into the branches of the inner one. Instead,
+don't duplicate the continuation. 
+
+When should we use this strategy?  We should not use it on *every*
+single-alternative case:
   e.g.  case (case ....) of (a,b) -> (# a,b #)
-  We must push the outer case into the inner one!
+Here we must push the outer case into the inner one!
 Other choices:
 
    * Match [(DEFAULT,_,_)], but in the common case of Int,
@@ -2296,7 +2484,7 @@ Other choices:
      the *un-simplified* rhs, which is fine.  It might get bigger or
      smaller after simplification; if it gets smaller, this case might
      fire next time round.  NB also that we must test contIsDupable
-     case_cont *btoo, because case_cont might be big!
+     case_cont *too, because case_cont might be big!
 
      HOWEVER: I found that this version doesn't work well, because
      we can get         let x = case (...) of { small } in ...case x...
@@ -2307,8 +2495,7 @@ Note [Single-alternative-unlifted]
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 Here's another single-alternative where we really want to do case-of-case:
 
-data Mk1 = Mk1 Int#
-data Mk1 = Mk2 Int#
+data Mk1 = Mk1 Int# | Mk2 Int#
 
 M1.f =
     \r [x_s74 y_s6X]
@@ -2333,7 +2520,15 @@ M1.f =
 
 So the outer case is doing *nothing at all*, other than serving as a
 join-point.  In this case we really want to do case-of-case and decide
-whether to use a real join point or just duplicate the continuation.
+whether to use a real join point or just duplicate the continuation:
+
+    let $j s7c = case x of
+                   Mk1 ipv77 -> (==) s7c ipv77
+                   Mk1 ipv79 -> (==) s7c ipv79
+    in
+    case y of 
+      Mk1 ipv70 -> $j ipv70
+      Mk2 ipv72 -> $j ipv72
 
 Hence: check whether the case binder's type is unlifted, because then
 the outer case is *not* a seq.